Оценка уровня качества строительных машин и оборудования. Эксплуатационные свойства машин
Лекция 1.
Формирование оптимального качества строительных машин
Содержание, цель и задачи курса.
Актуальные вопросы повышения эффективности использования строительных машин и оборудования
Основные понятия и определения качества эксплуатации строительных машин.
Оценка уровня качества строительных машин и оборудования. Эксплуатационные свойства машин.
Условия эксплуатации машин в строительстве, их влияние на техническое состояние и эффективность работы строительного парка машин.
Содержание, цель и задачи курса.
«Эксплуатация и ремонт оборудования» как прикладная техническая дисциплина формировалась и развивалась по мере становления и развития механизации технологических процессов строительного производства.
Основной задачей технической эксплуатации строительных машин и оборудования является реализация потенциальных возможностей их конструкции при наименьших затратах на поддержание работоспособности и минимальных вредных воздействий на окружающую среду.
В связи с этим эксплуатацию машин следует рассматривать как систему управления показателями качества, обеспечивающую эффективное использование строительной техники.
Повышение технического уровня строительной техники и новые подходы к обеспечению надежности и долговечности машин, а также передовые методы организации обслуживания и ремонта вызывают необходимость подготовки квалифицированных специалистов, конкурентноспособных на рынке труда. С этой целью методология изучения дисциплины базируется на взаимосвязи фундаментальных математических и естественных науках, что способствует формированию единого научного и профессионального мировоззрения.
Для реализации программы предполагается применение инновационных технологий обучения с использованием модульно-мультимедийных программных продуктов и автоматизированной модульно-рейтинговой системы контроля знаний студентов.
Цельюпреподаваниядисциплиныявляется формирование у будущих инженеров-педагогов теоретических и практических навыков по эффективному управлению работоспособностью строительной техники в процессе ее использования, транспортирования и хранения.
Задачи изучения дисциплины вытекают из требований к знаниям, умениям и навыкам, предъявляемым инженерам-педагогам.
В результате изучения дисциплины студенты должны
а)знать:
· основные закономерности изменения технического состояния строительных машин и оборудования под воздействием различных факторов в процессе их эксплуатации;
· эксплуатационные свойства машин и их реализация с учетом экономии материальных и трудовых ресурсов;
· основы рациональной эксплуатации, технического обслуживания и ремонта машин;
· общие принципы, методы и средства диагностирования для оценки технического состояния машин;
· материально-техническое обеспечение эксплуатации машин с учетом рационального использования топливно-энергетических ресурсов и охраны окружающей среды.
б)уметь:
· прогнозировать и анализировать техническое состояние строительных машин и оборудования на основе методов математической статистики;
· определять предельно-допустимые износы в узлах трения машин;
· диагностировать основные системы строительных машин и оборудования;
· проводить техническое обслуживание и ремонт машин.
в)владеть:
· -навыками анализа сущности протекающих процессов старения и изнашивания деталей и узлов оборудования строительных машин;
· -современными методами оценки технического состояния деталей и узлов строительных машин и оборудования.
Для усвоения данной дисциплины необходимо опираться на знания, полученные обучаемыми при изучении курсов «Физика», «Высшая математика», «Строительные машины», «Сопротивление материалов» и др.
Актуальные вопросы повышения эффективности использования строительных машин и оборудования.
Анализ состояния парка строительных машин показывает выраженную тенденцию его старения. Резко возросло число эксплуатируемых машин с истекшим нормативным сроком службы. Такое положение приводит к снижению эффективности использования парков, повышению опасности производства строительных работ, ухудшению экологической обстановки, повышению расхода топлива и других эксплуатационных материалов и снижению производительности. Возникшая проблема обновления парка строительных машин столкнулась с рядом противоречий. Тенденция роста стоимости отечественных и зарубежных машин сталкивается с отсутствием оборотных средств у существующих и вновь создающихся предприятий для приобретения новой техники, а изношенные основные средства не позволяют рассчитывать на получение кредита в банке и приобретения нового оборудования. Существенное сокращение покупательной способности предприятий сдерживает производство новой строительной техники и оборудования. В настоящее время развивается система обновления основных фондов за счет применения финансового лизинга, однако это существенно увеличивает первоначальную стоимость приобретаемого имущества.
При этом следует отметить, что степень оснащённости производственных организаций техникой характеризует только их потенциальные возможности. Фактически эти возможности, с учётом влияния ряда объективных и субъективных причин (природно-климатические условия, организация производства, техническое состояние машин и др.), реализуется далеко не в полной мере. К одной из основных причин, следует отнести недостаточный уровень функционирования службы технического обслуживания и ремонта машин, который влияет на своевременную сдачу в эксплуатацию объектов, ритмичность и качество строительства, а также величину затрат на эксплуатацию техники.
Задача управления сложной системой такой как комплекс машин с непрерывно меняющимися параметрами отдельных элементов достаточно сложна, решения её стандартными методами оптимизации в производственных условиях в одних случаях не дают положительных результатов в других же требуют больших затрат средств и ресурсов. Поэтому для решения данной задачи следует повышать эффективность работы строительных машин на основе внедрения новых методов организации технической эксплуатации обеспечивающих высокий уровень их надежности при относительно небольших затратах.
3. Основные понятия и определения качества эксплуатации строительных машин.
Необходимость производства качественной продукции подтверждается одним из основных постулатов рыночной экономики: «Бизнес рождается и живет своим качеством и умирает, когда оно становится ненужным».
Качество продукции — это совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением..
Свойство — объективная особенность продукции или услуги, которая закладывается при ее создании (выполнении) или проявляется в процессе эксплуатации.
Показатели качества эксплуатации — количественная характеристика одного или нескольких свойств, определяющих качество процесса эксплуатации и его результаты.
Технико-экономическое понятие качества продукции или услуги (в отличие от философского понятия качества) охватывает только те ее свойства, которые связаны с возможностью удовлетворения определенных общественных или личных потребностей потребителя в соответствии с назначением.
Любая продукция имеет множество различных свойств, которые могут проявляться при ее создании, эксплуатации или потреблении. Причем термин «эксплуатация» применяется к такой продукции, которая в процессе использования расходует свой ресурс, а термин «потребление» - к продукции, которая при ее использовании по назначению расходуется сама. Условно свойства продукции можно подразделить на простые и сложные. Например, сложное свойство «проходимость» определяется такими относительно простыми свойствами и показателями, как вертикальная и горизонтальная геометрическая проходимость, маневренность, опорная и тягово-сцепная проходимость, транспортабельность.
Показатели качества количественно характеризуют пригодность продукции или услуги удовлетворять определенные потребности. Номенклатура показателей качества зависит от назначения продукции или услуги и для продукции или услуги многоцелевого назначения может быть очень разнообразной.
Основные свойства качества известны из многолетнего опыта. Новыми здесь являются сервисные показатели, знание которых на современном этапе развития техники в процессе ее эксплуатации крайне актуально.
По числу характеризуемых свойств показатели качества подразделяются на единичные, характеризующие одно свойство (например, рабочую скорость землеройной машины); комплексные, определяющие несколько свойств (например, показатель тяговой мощности, характеризующий группу тягово-скоростных свойств); групповые, относящиеся к определенной группе свойств (например, к эргономическим); обобщенные, т.е. групповые показатели с коэффициентами весомости, выбранные для оценки конкретной машины, и интегральные, являющиеся отношением суммарного полезного эффекта от эксплуатации машины к суммарным затратам на ее создание и эксплуатацию.
Показатели качества выражаются в натуральных единицах измерения, т.е. в единицах физических величин (Н, м/с, кВт и др.); баллах (например, при оценке показателей технической эстетичности); безразмерными коэффициентами (при оценке показателей надежности) и стоимостными единицами (при оценке экономических показателей).
На разных этапах жизненного цикла машины доминируют различные показатели качества. На этапе выдачи технического задания в результате прогнозной оценки получают прогнозируемые показатели. На этапе проектирования главными являются показатели стандартизации, унификации и патентно-правовые. При производстве машины наиболее важен показатель технологичности, а в процессе эксплуатации - показатели назначения, безопасности, надежности, эргономичности, экологичности, проходимости, технической эстетичности, экономические и сервисные.
Базовыми являются значения показателей, принятые за основу при сравнительной оценке качества. Это могут быть значения показателей лучших зарубежных и отечественных образцов, о качестве которых имеются достоверные данные, а также значения показателей качества в некоторый предыдущий период времени или планируемые значения показателей перспективных образцов, найденные экспериментально или теоретическими методами. Возможно в качестве базовых применение показателей, заданных в государственных стандартах, отраслевых стандартах, технических условиях и других нормативных документах.
Отношение значения показателя качества оцениваемой продукции к базовому является относительным показателем качества и выражается в безразмерных коэффициентах или процентах.
На основе анализа показателей качества разрабатываются системы управления качеством. В настоящее время управление качеством продукции машин и услуг базируется на серии международных стандартов ИСО 9000 «Управление качеством продукции» и на отечественных стандартах.
Управление качеством — это методы и деятельность оперативного характера, используемые для удовлетворения требований к качеству.
Система качества — совокупность организационной структуры, ответственности, процедур, процессов и ресурсов, обеспечивающая осуществление общего руководства качеством.
Обеспечение качества — совокупность планируемых и систематически проводимых мероприятий, необходимых для создания уверенности в том, что продукция (машина) или услуга удовлетворяет определенные требования к качеству.
Программа качества — документ, регламентирующий конкретные меры в области качества, распределение ресурсов и последовательность действий, относящихся к конкретной продукции (машине), услуге, контракту или проекту.
Созданная в строительной отрасли система управления качеством основывается на разработке каждым предприятием регламентных нормативов — стандартов предприятия (СТП), которые обеспечивают организацию производства, взаимосвязь производственных процессов, а также соответствие установленных требований к технической оснастке и инструменту технологическим нормам и процессам, применяемым на данном предприятии.
В его рекомендациях по разработке и внедрению системы управления качеством эксплуатации строительных машин (УКЭСМ) предусматривается разработка комплекса СТП, подразделяющихся на следующие группы:
основополагающий стандарт, определяющий основные (общие) положения, цели и задачи системы, структуру и функции управления, их распределение между звеньями организационной структуры, порядок взаимодействия подсистем и элементов, принятие управляющих решений;
стандарты по организации планирования качества эксплуатации и расчета экономической эффективности функционирования системы УКЭСМ;
стандарты по организации технологической подготовки производства, эксплуатации машин и контроля качества эксплуатации, т.е. материально-технического и метрологического обеспечения, подготовки и обучения кадров, информационного обеспечения, стимулирования персонала за повышение качества работы, а также правового обеспечения.
На современном этапе развития, когда вопросы качества вводятся в ранг государственной политики, разработка систем управления качеством эксплуатации машин является крайне актуальной.
Оценка уровня качества строительных машин и оборудования. Эксплуатационные свойства машин
Рассмотрим показатели качества эксплуатации машин, т. е. свойства, характеризующие качество, или эксплуатационные свойства.
Комплекс эксплуатационных свойств — это необходимое и достаточное для всесторонней оценки эффективности использования машины на стадии ее эксплуатации число свойств и их показателей. Системный подход позволяет проводить анализ и синтез различных по природе и структуре эксплуатационных свойств машины, т. е. выявлять и оценивать степень влияния различных факторов на эффективность функционирования системы, например дорожных машин, автомобилей и тракторов.
Установлено, что машины различных принципов действия, конструктивного исполнения и применения имеют различные комплексы эксплуатационных свойств (например, комплекс эксплуатационных свойств одноковшового экскаватора отличается от аналогичного комплекса асфальтосмесительной установки). В каждом конкретном случае специалист, анализирующий эксплуатационные свойства машины, составляет соответствующий комплекс, используя методологию системного анализа.
Современный комплекс эксплуатационных свойств строительных и дорожных машин (рис. 1), состоящий из пяти взаимосвязанных систем, обладающих прямыми и обратными связями, что обуславливает его способность к саморегулированию, ориентирован на человеческий фактор, поэтому на первый план в нем выходят социально значимые показатели качества. Такое положение в настоящее время закреплено законами «О защите прав потребителей» и «О сертификации продукции и услуг». Например, при сертификации машин строительного комплекса определяется соответствие показателей их безопасности, эргономичности и экологичности нормативным требованиям.
В таком комплексе отдельные эксплуатационные свойства характеризуются единичными показателями, которые объединяются в комплексные, групповые или обобщенные показатели системы и непосредственно влияют на интегральный показатель эффективности эксплуатации машины.
Объединенные в первой системе социально значимые свойства машины оказывают влияние на жизнь, здоровье, эстетические потребности граждан, сохранность их имущества и окружающей среды. К ним относятся безопасность, эргономичность, экологичность, эстетичность.
Вторая система, характеризующая функциональное назначение машины, объединяет свойства, определяющие основные функции, которые обуславливают область ее применения. Это энергоэффективность, проходимость, универсальность и информативность.
Третья система, характеризующая экономичность эксплуатации машины, включает в себя показатели ресурсопотребления: топливную экономичность, эксплуатационную материалоемкость, трудоемкость выполнения работ по обслуживанию и потребность в запасных частях.
Четвертая система, определяющая новые показатели сервиса, характеризует степень ответственности изготовителя перед потребителем машин. В нее входят показатели надежности, гарантии изготовителя и уровень развития сервисной сети, обеспеченность технической документацией, возможность и условия лизинга машин.
Пятая система включает в себя показатели эффективности машин, на которых базируется интегральный показатель качества, т. е. цену приобретения, цену эксплуатации, скидки и льготы поставщика, размеры налоговых платежей и сборов.
Приведенный комплекс эксплуатационных свойств машин может совершенствоваться по мере развития учения о качестве продукции.
Рассмотрим некоторые свойства представленных систем качества.
Безопасность машины — это эксплуатационное свойство, обеспечивающее устранение или сведение к минимуму последствий аварийных ситуаций при транспортировке, осуществлении рабочих процессов и техническом воздействии на машину. При несоответствии показателей этого свойства номинальным значениям или требованиям нормативных документов велика вероятность аварии, а следовательно, и угроза здоровью и жизни обслуживающего персонала, а также порчи имущества или сведения эффективности работы машины к нулю.
Оценка уровня безопасности машины представляет собой совокупность следующих процедур: выбор номенклатуры необходимых показателей; определение их значений для конкретной машины; сопоставление полученных результатов со значениями, рекомендуемыми нормативными документами; формирование соответствующих выводов.
Различают показатели активной и пассивной безопасности. Соблюдение требований, предъявляемых к показателям активной безопасности, т. е. к эффективности тормозной системы, органов управления, звуковой и световой сигнализаций; состоянию гидро- и пневмосистем, систем доступа в кабину и к обслуживаемым сборочным единицам машин, необходимых цветовых знаков безопасности и сигнальной окраски, а также к устройствам и приборам, предотвращающим опрокидывание и столкновение, обеспечивает малую вероятность возникновения аварийной ситуации.
Показатели же пассивной безопасности характеризуют наличие ремней и подушек безопасности, остекление кабины (наличие безосколочных стекол) и ее жесткость, а также эффективность защиты человека при опрокидывании машины и определяют возможность устранения последствий аварийной ситуации.
Выполнение требований обеспечения безопасности является важнейшим условием при обязательной сертификации строительных машин, автомобилей и тракторов.
Эргономические свойства определяют удобство и легкость управления машиной и влияют на общее состояние и работоспособность машиниста-оператора или водителя. Показатели эргономических свойств подразделяются на физиологические, психологические антропометрические и гигиенические.
Физиологические показатели характеризуют соответствие машины силовым, скоростным и энергетическим, зрительным и слуховым возможностям машиниста-оператора или водителя.