XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Введение

В настоящее время доля перевозок автомобильным карьерным транспортом в общем объеме транспортной работы на горных предприятиях мира достигает 75%.

В условиях рынка любое транспортное предприятие должно приносить прибыль, которая определяется соотношением доходов, получаемых при выполнении заданных объемов грузоперевозок, и расходов на транспортирование горной массы.

Каждый самосвал парка в течение срока его службы выполняет определенную транспортную работу, измеряемую в тонно-километрах, которую можно оценить в денежном выражении (т.е. оценить доход). При этом каждый самосвал конкретной модели имеет свои конструктивные особенности и технические характеристики, а также присущие только ему особенности заводской сборки, определяющие динамику изменения показателей его работы в течение срока службы.

Техническое состояние конкретного самосвала является фактором, определяющим эффективность его работы и парка карьерных самосвалов в целом, и соответствующий размер получаемой транспортным предприятием прибыли.[1]

Самосвал, как и любая машина, в течение срока службы изнашивается, и эффективность, характеризуемая производственными и экономическими показателями ее использования, изменяется.

При формировании рациональной структуры парка карьерных самосвалов горного предприятия необходимо решить задачу определения срока эксплуатации самосвала, при котором достигается максимальная эффективность его использования, и за пределами которого дальнейшая эксплуатация данного самосвала не рациональна и экономически не выгодна.

Опыт работы в области полного сервисного обслуживания карьерной техники позволил выработать показатель, позволяющий производить оценку затрат на технический сервис техники.

Удельные затраты на транспортирование горной массы на час технической готовности определяется отношением суммарных затрат на транспортирование к общему объему наработки часов технической готовности парка, или конкретной модели самосвала.

Удельные затраты на технический сервис самосвалов на час технической готовности определяется отношением суммарных затрат на технический сервис самосвалов к общему объему наработки часов технической готовности парка или по каждой модели техники.

Данный показатель, рассматривая его динамику во времени, характеризует изменение технического состояния конкретной техники (износ), а также усредненно по группам техники и парка в целом.[2]

Все рассмотренные выше показатели, характеризующие работу карьерных самосвалов, зависят от технических характеристик модели самосвала и динамики изменения технического состояния самосвала в течение срока эксплуатации.

Карьерный самосвал, его качество и применение

Самые крупные среди автомобилей — карьерные самосвалы. Их производство ведут немногие страны, главным образом те, которые богаты полезными ископаемыми.

Эти машины, как правило, работают в паре с мощными экскаваторами или погрузчиками и служат для транспортировки из карьеров руды или угля по специально проложенным дорогам. На магистралях общего пользования они не могут появляться — даже у порожнего карьерного самосвала осевая нагрузка — 25-45 тонн. К тому же их габаритная ширина выходит далеко за 2,5 метра, предельные для машин на дорогах общего пользования. Естественно поэтому карьерные самосвалы относятся ко внедорожным автомобилям.[1]

Наиболее яркой моделью 70-х годов стал карьерный самосвал БелАЗ-549 грузоподъемностью 75 тонн. В известном смысле его создание послужило заметной вехой в развитии конструкции таких автомобилей. Его главная особенность — электрическая трансмиссия постоянного тока. Дизель мощностью 1050 л. с. приводит во вращение генератор ГПА-600. Он вырабатывает электроэнергию для питания двух тяговых двигателей мощностью по 230 киловатт каждый, встроенных в ступицы задних ведущих колес. Такая конструкция называется мотор-колесом и позволяет без особых усложнений создать трехосные машины или тягачи самосвального полуприцепа с активными мотор-колесами.

Для вывоза угля при открытых его разработках нужны карьерные самосвалы с увеличенным объемом грузовой платформы — удельная масса угля невелика по сравнению с рудой или скальной породой. Так в 1972 году появились углевозы БелАЗ-7510 и БелАЗ-7525 на базе известных карьерных самосвалов БелАЗ-540А и Бел АЗ-548 А.

Долгие годы основным самосвалом для строительных работ являлся 12,5-тонный КрАЗ-256-Б1. Он ведет свое происхождение от модели ЯАЗ-210Е 1951 года. Замена ему в виде серийного КрАЗ-6505 появилась только в середине 90-х годов.

Основными узлами классического самосвала являются шасси с кабиной и сама самосвальная установка, которая, в свою очередь, состоит из платформы, гидравлического опрокидывающего устройства и надрамника.

Главная функция платформы заключается в размещении груза. Поэтому она должна соответствовать его специфике, обладая при этом максимальной универсальностью. Нередко платформа самосвала бывает оснащена съемными уплотнителями бортов (к примеру, при использовании машины для доставки зерна), тентом, обеспечивающим надежную защиту грузов от возможного выдувания, съемными надставными бортами, которые предназначены для более эффективного использования грузоподъемности шасси.[2]

Именно платформа является самой металлоемкой, трудоемкой частью самосвальной установки, которая, к тому же, подвержена быстрому изнашиванию. Платформа должна быть оснащена поднимающимися либо откидывающимися бортами с запорами (желательно, чтобы они имели дистанционное управление), а также упором, на котором лежит ответственность за механическую фиксацию кузова, находящегося в поднятом положении.

2 Структурирование функции качества

2.1 История появления метода

QFD (Quality Function Deployment или технология развертывания функций качества) представляет собой технологию проектирования изделий и процессов, позволяющую преобразовывать пожелания потребителя в технические требования к изделиям и параметрам процессов их производств.

Этот метод изобретен в Японии и впервые был применен на практике в 1966 г. В компании «Matsushiba Electric», где получил название «План обеспечения качества». Наибольший вклад в развитие данного метода внесли японские ученые Дж. Акао и С. Мизуно, систематизировавшие основные идеи и проблемы его применения. В 1983 г. Методология структурирования функции качества впервые была предложена в США, а несколькими годами позже - и в Европе. В 90-х гг. XX в., благодаря публикации Ю. Адлера, с этим методом познакомились и российские специалисты в области качества. В начале метод использовался только в машиностроительной области, а на сегодняшний день он получил распространение в строительстве, электронике, пищевой и текстильной промышленности, в производстве услуг и др.

2.2 Сбор требований потребителей

Важно учитывать требования потребителя, т.к. от этого зависит спрос на производимую продукцию.

По способу получения информации различают следующие методы исследования рынка: опрос, наблюдение, эксперимент, имитационное моделирование, метод экспертных оценок.

Изучение потребителя позволяет:

-определить объем рынка и какую часть на этом рынке составляет продукт;

- сформировать удачный и сбалансированный ассортимент продукции или услуг, которые соответствовали бы ожиданиям клиентов;

- выработать ценовую политику. Для формирования цены необходимо учитывать покупательскую способность целевой аудитории.

В данном маркетинговом исследовании мы будем использовать полевые методы исследования — исследование маркетинговой среды в естественных условиях - однократный опрос в виде анкеты.

По итогам опроса потребителей составляется список их требований (табл. 2.1).

Таблица 2.1 - Потребительские требования к карьерному самосвалу

№	Потребительские требования	Рейтинг
1	Прочность корпуса карьерного самосвала	8
2	Скорость	6
3	Проходимость карьерного самосвала	9
4	Способ погрузки (механический или ручной способ)	10
5	Вместительный кузов	7
6	Ремонтопригодность	8
7	Срок эксплуатации	9

Рис.1 – Анкета для потребителей

2.3 Ранжирование потребительских требований – второй этап СФК

Необходимо ранжировать потребительские требования, чтобы выявить какие технические характеристики должны быть учтены в первую очередь, чтобы удовлетворить требование потребителей.

Диаграмма Парето — это инструмент, позволяющий распределить усилия для разрешения возникающих проблем и выявить основные причины, с которых нужно начинать действовать.

Общие правила построения диаграммы Парето

Решить, какие проблемы надлежит исследовать, какие данные собирать и как их классифицировать.

Разработать формы для регистрации исходных данных

Собрать данные

Для построения диаграммы Парето подготовить бланк таблицы, предусмотрев в нем графы для итогов по каждому проверяемому фактору в отдельности, накопленной суммы числа появлений соответствующего фактора, процентов к общему итогу и накопленных процентов.

Заполнить таблицу, расположив данные, полученные по проверяемому фактору, в порядке убывания значимости.

Подготовить оси (одну горизонтальную и две вертикальные линии) для построения диаграммы. Нанести на левую ось ординат шкалу с интервалами от 0 до общей суммы числа выявленных факторов, а на правую ось ординат - шкалу с интервалами от 0 до 100, отражающую процентную меру фактора. Разделить ось абсцисс на интервалы в соответствии с числом исследуемых факторов или относительной частотой.

Построить столбиковую диаграмму. Начертить кумулятивную кривую (кривую Парето).

Нанести на диаграмму все обозначения и надписи.

Провести анализ диаграммы Парето.

Кривая Лоренца — это альтернативное (в иных координатах) графическое изображение функции распределения

Диаграмма сродства предназначена для группирования и упорядочивания большого количества качественных (не числовых) данных.

Данный инструмент качества относится к инструментам управления (к семи новым инструментам качества) и является «творческим» методом.

Таблица 2.2 - Данные для построения диаграммы Парето

Пожелание	Число голосов	Накопленная сумма числа голосов	Процент число голосов в общей сумме	Накопленный процент
1	7	7	0,033019	3%
2	7	14	0,066038	10%
3	8	22	0,103774	20%
4	10	32	0,150943	35%
5	5	37	0,174528	53%
6	9	46	0,216981	75%
7	8	54	0,254717	100%

Рис. 2.2 - Диаграмма Парето и кривая Лоренца

 

Популярная модель карьерного самосвала, имеющая также высокую оценку экспертов

Прочность карьерного самосвала

Конструкциия самосвала

Нагрузочные режимы

Скорость карьерного самосвала

самосвала

Мощность двигателя

Вес нагрузки и самого самосвала

Конструкция мотора

Проходимость карьерного самосвала

Диаметр колес

Скорость

Вес, нагруженного карьерного самосвала

Способ погрузки самосвала

самосвала

Материал корпуса

Соблюдение нагрузочных режимов

Конструкция самосвала

Вместительный кузов

Объем кузова

Материал кузова

Грузоподъемность самосвала

Ремонтопригодность

Рациональный дизайн

Простота конструкции

Использование стандартных комплектующих

Материал корпуса

Срок эксплуатации самосвала

Конструкция карьерного самосвала

Материал корпуса

Усовершенствованная коробка передач

Рис. 2.3. Диаграмма сродства, составленная в соответствии с поставленным вопросом о карьерном самосвале.

2.4 Разработка инженерных характеристик – третий этап СФК

На этом этапе команда разработчиков должна составить список инженерных характеристик будущего изделия — взгляд на изделие с точки зрения инженера.

В этом этапе свойства (параметры качества) запроектированного продукта трансформируются в конкретные технологические операции, обеспечивающие получение продукта с заданными свойствами. Этот этап предусматривает определение основных параметров каждой операции и выбор методов их контроля. На этапе разработки технологического процесса изготовления продукта обязательно должна быть разработана система контроля технологического процесса и предусмотрены пути дальнейшего улучшения процесса в соответствии с реакцией рынка на готовый продукт [4].

В итоге были получены следующие инженерные характеристики:

- Мощность двигателя;

- Грузоподъемность;

- Объем загрузки кузова;

- Максимальная полная масса;

- Радиус разворота;

- Материал корпуса;

- Диаметр колеса.

Таблица 2.3 - Взаимосвязь потребительских требований и инженерных характеристик

			Инженерные характеристики (Т)
№	Потребительские требования	Рейтинг (R)	Мощность двигателя	Грузоподъемность	Объем загрузки кузова	Максимальная полная масса	Радиус разворота	Материал корпуса	Диаметр колеса
1	Прочность корпуса карьерного самосвала	8	∆	●	○	●	∆	●	∆
2	Скорость	6	●	○	∆	●	∆	○	∆
3	Проходимость карьерного самосвала	9	●	∆	∆	●	∆	○	●
4	Способ погрузки (механический или ручной способ)	10	∆	●	○	○	●	∆	∆
5	Вместительный кузов	7	∆	●	●	●	∆	●	○
6	Ремонтопригодность	8	∆	∆	∆	∆	∆	○	○
7	Срок эксплуатации	9	●	●	∆	●	∆	●	∆

Условные обозначения:

Сильная связь-●Средняя связь-○Слабая связь- ∆

2.5 Анализ матрицы планирования – четвертый этап СФК

На этом этапе развития производится более точный анализ информации и ее детализация. Эффективно использовать такие понятия, как сильная, средняя и слабая связь. Для определенности примем, что сильная связь численно равна 5, средняя - 3, слабая связь - 1. Эти цифры пригодятся в дальнейшем для вычисления значений инженерных характеристик (табл. 2.4).

Таблица 2.4 - Определение относительной важности инженерных

характеристик

			Инженерные характеристики (Т)
№	Потребительские требования	Рейтинг (R)	Мощность двигателя	Грузоподъемность	Объем загрузки кузова	Максимальная полная масса	Радиус разворота	Материал корпуса	Диаметр колеса
1	Прочность корпуса	8	∆	●	○	●	∆	●	∆
2	Скорость	6	●	○	∆	●	∆	○	∆
3	Проходимость карьерного самосвала	9	●	∆	∆	●	∆	○	●
4	Способ погрузки (механический или ручной)	10	∆	●	○	○	●	∆	∆
5	Вместительный кузов	7	∆	●	●	●	∆	●	○
6	Ремонтопригодность	8	∆	∆	∆	∆	∆	○	○
7	Срок эксплуатации	9	●	●	∆	●	∆	●	∆
	Цели		153	205	121	233	97	199	123

Иными словами, определяют весовые показатели характеристики инженерных характеристик с учетом рейтинга важности потребительских требований.Умножая относительный вес потребительских требований (рейтинг) на числовой показатель связи между потребительскими требованиями и инженерными характеристиками, определенными на предыдущем этапе, рассчитывается относительная важность каждой инженерной характеристики. Суммируярезультаты по всему столбцу, получаем значение цели. Инженерная характеристика с наибольшим значением цели говорит о том, чему следует уделить первоочередное внимание.

Далее производится учет технических ограничений. Не все значения инженерных характеристик достижимы.

После установления взаимосвязи между потребительскими требованиями и инженерными характеристиками становится ясно, какие инженерные характеристики наиболее сильно влияют на удовлетворение определенных требований потребителей. На этом этапе необходимо решить, нужно ли оставлять в проектируемом товаре те инженерные характеристики, которые не нужны потребителю.

СФК очень часто называется «дом качества» именно из-за «крыши», в которой проставляются взаимосвязи между самими инженерными характеристиками (рис. 2.4).

	Инженерные характеристики	Мощность двигателя	Грузоподъемность	Объем загрузки кузова	Максимальная полная масса	Радиус разворота	Материал корпуса	Диаметр колеса
Потребительские требования	Ранг
Прочность корпуса самосвала	8	∆	●	○	●	∆	●	∆			∆	◊	□
Скорость	6	●	○	∆	●	∆	○	∆			∆	□	◊
Проходимость самосвала	9	●	∆	∆	●	∆	○	●	∆			◊	□
Способ погрузки (механический или ручной способ)	10	∆	●	○	○	●	∆	∆			∆	□	◊
Вместительный кузов	7	∆	●	●	●	∆	●	○			□∆		◊
Ремонтопригодность	8	∆	∆	∆	∆	∆	○	○	∆			◊		□
Срок эксплуатации	9	●	●	∆	●	∆	●	∆			∆	□	◊
Цели		153	205	121	233	97	199	123			∆		□	◊
Оценка технической конкуренции: Компания А □ Компания В ◊ Наша компания ∆	2	∆			∆	◊		∆	2		1	0	-1	-2
	1		□ ∆◊	∆◊	□	∆	∆	◊
	0	□◊		□			□◊
	-1		◊		◊	□
	-2							□

Рис. 2.4 «Домик качества»

Содержание следующего этапа - учет влияния конкурентов. Говоря о реальном рынке, мы должны помнить о конкурентах, которых в определенной нише может быть очень много. Проиллюстрируем ситуацию на примере двух конкурентов. У первого конкурента рыночная доля чуть больше нашей. У второго - чуть меньше. Они оба представляют для нас потенциальную опасность. Первый - тем, что он имеет большую нишу и, следовательно, более «силен» в экономическом отношении. Второй, хотя и не достиг нашего уровня, активно стремится к этому и, скорее всего, планирует выпустить какой-то новый конкурентоспособный продукт (рис. 2.4).

Для наглядного представления о положении дел с конкурентами, обычно используют дополнительные графики, которую рисуют справа и снизу от матрицы (рис. 2.4).

Конкурентов оценивают по тому, насколько полно они способны выполнить каждое из потребительских требований, определенных на первом шаге. Для оценки используют экспертный метод. Сравнение конкурентов называется процедурой бенчмаркинга, т.е. сопоставимой оценки. Конкуренты - это своеобразные эталоны, по сравнению с которыми оценивают потенциал компании на рынке. В результате выполнения вышеуказанных процедур получают исходные данные для технического задания на проектирование и разработку новой продукции.

3 Построение контрольной карты

3.1 Общие сведения о контрольных картах

Контрольная карта Шухарта в управлении производством, бизнес-процессами — визуальный инструмент, график изменения параметров процесса, оцениваемых по выборке, во времени. Онабыласозданаиописанав 1931 годувегокниге «Economic Control of Quality of Manufactured Product».

Контрольная карта используется для обеспечения статистического контроля стабильности процесса. Своевременное выявление нестабильности может помочь предотвратить возникновение брака.

Контрольные карты впервые введены в 1924 году с целью исключения отклонений, вызванных не случайными причинами, а при нарушении процесса обработки деталей (технологии обработки).

Цель построения контрольной карты Шухарта — выявление точек выхода процесса из устойчивого состояния для последующего установления причин отклонения и их устранения.

Задачи построения контрольной карты Шухарта:

- определить возможности процесса,

- определить точки флуктуации,

- спрогнозировать качество процесса

3.2 Построение контрольной карты параметра «прочность шпоночного соединения»

Контрольные карты делятся на две категории: для количественных и альтернативных данных.

Построение контрольных карт для количественных данных имеет ряд преимуществ:

- результат измерения «число» более информативно, нежели ответ «да-нет» в случае альтернативного контроля;

- контрольная карта для количественных данных может строится самостоятельно и независимо от требований по качеству (не нужен калибр и проч.);

- довольно часто в статистике требуется меньший объем количественных измерений, чем альтернативных.

Контрольные карты для количественных данных бывают следующих видов:

- средних арифметических значений ( X - карта);

- медиан ( X~ - карта);

- средних арифметических отклонений (S - карта);

- размахов (R – карта).

Карты для количественных данных отражают состояние процесса через

разброс (изменчивость от единицы к единице) и через расположение центра (среднее процесса), поэтому почти всегда применяют и анализируют парами.

Чаще всего в серийном и массовом производствах при регулировании технологического процесса используют пару Х- и R -карту. При использовании контрольных карт предполагается, что измерения подчиняются нормальному закону.

Верхняя и нижняя границы на контрольной карте находятся на расстоянии± Зσ от центральной линии, где σ- генеральное стандартное отклонение используемой статистики. Из теории известно, что при условии нормального распределения контролируемого параметра около 99,7 % значений попадают в пределы ± Зσ. Для вероятности 99,7 % дополнительной до 100% величиной является 0,3 %. Для партии 1000 единиц это соответствует 3м деталям, а если размерпартии существенно меньше, ни одно измерение не должно выходить за контрольные границы.

По-другому, если появляется измерение за пределами контрольных линий, то с вероятностью 99,7 % это не является случайным событием, и на него должна последовать реакция оператора. [5]

После построения контрольной карты можно расчитать индекс воспроизводимости процесса. Индекс воспроизводимости процесса без учета настроенности на середину поля допуска

где - среднее квадратическое отклонение контролируемого показателя качества, мм. Оно расчитывается следующим образом:

Листинг рабочего файла программы Mathcad см. Приложение А.

Заключение

В данной курсовой работе было произведено структурирование функции качества (QFD) для изделия «карьерный самосвал» также построили «Дом качества» и определили относительную важность инженерных характеристик. В итоге по полученным данным можем сделать вывод, что самая важная характеристика-максимальная полная масса, на 2 месте-грузоподъемность, 3 место –материал корпуса, 4 место –мощность двигателя, 5 место –диаметр колеса, 6 место –объем загрузки кузова, 7 место – радиус разворота

А также мы учли влияние конкурентов, по важным инженерным характеристикам-мы лидируем сравнении с компаниями «А» и «В». Компания «А» лидирует в радиусе разворота, но это наименьшая по значимости инженерная характеристика.

Тема данной курсовой работы актуальна, так как трудно переоценить качество собираемой информации о стремлениях потребителей. Но разработчики не управляют этими стремлениями. В их распоряжении находятся лишь те инженерные характеристики, которыми они могут варьировать в процессе разработки нового поколения нашей продукции или услуг. Эти переменные в планировании экспериментов называют факторами. Именно в пространстве факторов (факторном пространстве) и производится собственно процесс проектирования, который можно представить как выбор набора значений (уровней) факторов.

В процессе проектирования взвешенные суждения потенциальных потребителей, если они отражают реальные предпочтения рынка, служат маяками, указывающими направление усилий проектировщиков относительно каждого существенного фактора. Иногда из мнений потребителей можно извлечь не только направление, но и конкретное желаемое значение.

Для добывания важной информации о взаимоотношениях между потребительскими требованиями и инженерными характеристиками заполняется центральная таблица "дома качества". Здесь выступают методы сбора и анализа информации, например, такие, как семь простых статистических инструментов контроля качества [6].

Стоит отметить, что новые возможности, связанные с развитием статистических методов и программных продуктов, которые способны эти методы реализовать, видимо, позволят пересмотреть роль статистики в построении "домов качества" и повысить эффективность извлечения информации для принятия оптимальных решений.[7]

СФК ждет будущее в рамках стремительно развивающейся концепции качества для рынков потребителей. Именно структурирование функции качества гармонизирует все элементы системы качества, обеспечивая непрерывное развитие концепции всеобщего управления на основе качества.

Контрольные карты осуществляют оценку управляемости действующего процесса. В случае управляемости процесса - оценку его воспроизводимости. В случае статистически неуправляемого процесса осуществлять проведение корректирующего воздействия и проверку эффективности принятых мер. В период же запуска процесса осуществлять оценку возможностей процесса, т. е. способности удовлетворять техническим требованиям.

Библиографический список

Источник: https://mining-media.ru/ru/article/72-transportt/1040-issledovanie-zakonomernostej-izmeneniya-pokazatelej-raboty-karernykh-samosvalov-v-techenie-sroka-ikh-ekspluatatsii

К.ЮАнистратов, С.Н.Горьков, Опыт работы ООО «КА технокомплект» по сервисному обслуживанию карьерной техники, М., «Горная Промышленность», №3/2006, с.15-17

Система менеджмента качества. Курсовое проектирование. порядок организации, проведения и контроль качества. Пенза, Издательство ПГТА, 2006.- 17 с.

Клячкин В. Модели и методы статистического контроля многопараметрического технологического процесса. Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2011, 196 стр.

Стерьхов Ю. Статистические методы контроля и управления // Ю. Стерьхов, У. С. Мессина, К. Морроу, Л. О. Макниз, Д. К. Феир. Москва: НТК "Трек", 2010, 144 стр.

Клячкин В. Статистические методы в управлении качеством. Компьютерные технологии. Москва: Финансы и статистика, 2009, 304 стр.

Федосеев А. Статистические методы управления качеством продукции // А. Федосеев, В. Христолюбов, В. Логанина. Москва: КДУ, 2008, 242 стр.

Приложение А

Вывод: Присутствуют формальные признаки, указывающие на необходимость вмешательства оператора в процесс, т.к. точки оказались за верхним контрольным пределом. Это может произойти по следующим причинам: начало поломки оборудования, запчасти и т.п.

Код для цитирования: Скопировать