Экономическая оценка надежности горнопроходческого оборудования и технологических схем сооружения тоннелей

Экономическую оценку надежности машин следует давать путем исчисления потерь, возникающих при эксплуатации машины в данных условиях из-за ее ненадежности, В эту оценку должны входить затраты на аварийные ремонты, на техническое обслуживание и профилактические ремонты, а также изменения значений величин других элементов, составляющих себестоимость единицы наработки машины. Экономическими последствиями ненадежности машин являются убытки, которые возникают в результате простоев машин, рост капитальных вложений в силу необходимости иметь большее число машин данного назначения и производства большого количества запасных частей.

В работе Р.Н. Колегаева предлагается единый обобщенный показатель надежности, который позволяет для различных моделей машин данного функционального назначения дать единую экономическую оценку надежности. Для этого сравнивается приращение текущих затрат и капитальных вложений данной машины по отношению к абсолютно надежной машине этого же вида. При этом абсолютно надежной считается машина, которая постоянно находится в технически полностью исправном состоянии и обеспечивает максимально возможную для данной модели производительность, не требуя проведения ремонтов и технического обслуживания.

Значения экономического показателя надежности определяются по формуле

Dс_нзп = с_пзр - с_пза = (с_ср - с_са) + Е_н(с_фр - с_фа) = Dс_с + Е_нDс_ф, (6.38)

где с_пзр, с_пза - приведенные затраты, приходящиеся на единицу выработки соответственно реальной и абсолютно надежной машин за оптимальный срок службы, установленный для реальной машины;

с_ср, с_са - себестоимость единицы наработки соответственно реальной и абсолютно надежной машин;

с_фр, с_фа - удельная величина производственных фондов, необходимых для обеспечения использования реальной и абсолютно надежной машин;

Dс_с, Dс_ф - приращение себестоимости единицы наработки и удельных производственных фондов из-за ненадежности машин.

Производить окончательную оценку надежности машин необходимо на стадиях их проектирования, производства и эксплуатации. В зависимости от стадии изменяются содержание и объем информации, используемой для расчетов Dс_нзп, однако методика расчета не меняется.

Для повышения надежности технологических схем забоев выше предложено резервирование механизмов. Однако при этом возрастает стоимость оборудования и требуется провести экономический анализ с целью оценки эффективности предлагаемой системы организации работ. Пусть исходная система (без резервирования) имеет стоимость c ₀ и надежность R ₀, содержит n подсистем, стоимость каждой машины в которых c _i, надежность r _i. Тогда

                                                            (6.39)

                                    (6.40)

Предположим, что

Q ₀ = 1 - R ₀ << 1.                                (6.41)

Допустим, что каждая машина i -й подсистемы резервируется х _i идентичными машинами.

Тогда надежность i -й подсистемы

                                                   (6.42)

надежность всей системы

                                (6.43)

а стоимость всейсистемы

                                                    (6.44)

Для того чтобы найти x _i при условии, что c_p (X) = min и R_p > R, требуется решить вариационную задачу. Для этого нужно ввести новую переменную a _i.

.                                   (6.45)

Тогда

,                                           (6.46)

                                             (6.47)

Надежность системы

                                    (6.48)

Находится minc_p. Можно показать, что

                                                (6.49)

Следовательно, минимальная стоимость резервирования системы для достижения заданной надежности R определяется по формуле (6.47) при числе резервных элементов для каждой подсистемы, вычисляемых по формуле (6.48).

Для экономической оценки технологической надежности рекомендуется использовать следующий критерий:

W = gD t - f (T _тD K _п),                           (6.50)

где   g - экономический эффект от работы готового объекта за единицу времени;

f (D t)- функция, дающая зависимость стоимости строительства от сокращения времени цикла на D t (находится эмпирически);

Т _т - теоретическая длительность цикла без учета простоев;

D K _п - уменьшение коэффициента простоя за счет повышения надежности технологической схемы.

Следовательно, для заданной технологической схемы можно поставить задачу нахождения такого D t (сокращение времени цикла), при котором W = max.

Для различных технологических схем вместо D K _п можно использовать приращение производительности DП. Пусть V - данный объем работ, а П₀ - проектная производительность работ. Тогда Т ₀ = V /П₀ - проектное время работ, а

             (6.51)

и, следовательно,

                          (6.52)

где  j(DП) - зависимость дополнительных затрат от увеличения производительности.

Таким образом, можно искать максимальное значение W в зависимости от DП. Если П и DП выразить через другие параметры, то указанный максимум можно искать через эти параметры.

 

Пример расчета экономической эффективности повышения технологической надежности

 

Найти количество дополнительных машин, которое нужно ввести в строительство, чтобы прибыль была максимальной, если каждая дополнительная машина имеет производительность П₁, а стоимость ее аренды и эксплуатации за все время работы составит r рублей.

Количество дополнительных машин

Тогда

 

где   

Отсюда из условия W ¢ = 0 найдем оптимальное значение DП*

Так, если Т ₀ = 50 дней, П₀ = 60 м/день, g = 1000 руб./день, r = 500 руб., DП₁ = 5 м/день, то DП* = 35 м и, следовательно, n * = 35:5 = 7 (машин).