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 c₀ и надежность R₀, содержит n подсистем, стоимость каждой машины в которых c_i, надежность r_i. Тогда

(6.39)

(6.40)

Предположим, что

Q₀ = 1 - R₀ << 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 = gDt - f(T_тDK_п), (6.50)

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

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

Т_т - теоретическая длительность цикла без учета простоев;

DK_п - уменьшение коэффициента простоя за счет повышения надежности технологической схемы.

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

Для различных технологических схем вместо DK_п можно использовать приращение производительности DП. Пусть V - данный объем работ, а П₀ - проектная производительность работ. Тогда Т₀ = 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.