Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

MODELING THE REGULARITIES OF THE INFLUENCE OF SEASONAL CONDITIONS ON THE FAILURE RATE OF MAN A72

Malshakov A.V. 1 Terekhov A.S. 1
1 Tyumen state oil and gas university
В статье описывается математическая модель влияния сезонных условий на надежность пневмоподвески автобусов MAN A 72. Сравниваются модель на главных эффектах и модель со смешанными эффектами. Показаны преимущества модели второго типа. Проблема повышения надежности автомобиля на этапе эксплуатации на первом месте стоит перед прикладной наукой. Путей ее решения достаточно много, и одним из наиболее перспективных является повышение надежности путем установления различных закономерностей отдельных частей автомобиля. В статье рассматривается математическая модель влияния сезонных условий на надежность пневмоподвески автобусов MANA 72. Математическая модель включает два фактора описывающих зависимость — это температура воздуха и доля дней с осадками.
The article describes the mathematical model of the influence of seasonal conditions on the reliability of the air suspension of A MAN bus 72. Compares the model to the main effects model with mixed effects. The advantages of the model of the second type.The problem of increasing the reliability of the car during the operational phase in the first place is before applied science. It is quite a lot, and one of the most promising is to increase reliability by establishing different patterns of separate parts of the car. The article considers the mathematical model of the influence of seasonal conditions on the reliability of the air suspension MAN bus A 72. The mathematical model consists of two factors describing the dependence is the air temperature and the proportion of days with precipitation.
the failure rate
bus large class
seasonal conditions
reliability

Работа нефтегазовой отрасли тесно связана с надежностью транспортного обслуживания [1, 10, 14, 23]. Нефтяные компании для обеспечения производственной деятельности используют специальную технику различного назначения. Важную роль в обеспечении транспортного обслуживания играют автобусы большого класса, используемые для перевозки персонала [8].

В условиях Крайнего Севера важно учитывать влияние климатических условий на надежность автомобилей [3-6, 9, 11]. Для автобусов большого класса особо актуальна надежность подвески, так как от ее состояния зависит комфорт и безопасность пассажиров.

В компании ОАО «Сургутнефтегаз» эксплуатируют около 19 тыс. единиц подвижного состава, из них 35% составляют автобусы большого класса. В конструкции подвески таких автобусов используются пневмобаллоны. Опыт показывает, что в зимнее время существенно возрастает интенсивностьих отказовпо сравнению с летним периодом. Кроме того, по сезонам меняется интенсивность эксплуатации машин [18]. Это ведет к неравномерной потребности в запасных частях, постах обслуживания и ремонта, персонале [13, 15-17, 19-22].

Целью исследования является снижение затрат на эксплуатацию путем установления закономерностей формирования потока отказов пневмоподвески автобусов большого класса с учетом влияния сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации, а также совершенствование на этой основе методик определения потребностив запасных частях.

Для достижения поставленной цели решался ряд задач, сформулированных с учетом системного подхода [7]. Одной из задач исследования является составление математической модели для описания закономерностей формирования потока отказов пневмоподвески автобусов большого класса с учетом влияния сезонной вариации и интенсивности условий эксплуатации.

Оценка влияния климатических факторов на надежность пневмоподвески автобусов проводилась на основе экспериментальных исследования. Установлено, что значимо влияют на интенсивность отказов температура воздуха t и доля дней с осадками D [2]. На основе полученных данных об интенсивности отказов для каждого месяца и соответствующих значений показателей климатических факторов выдвинута гипотеза о возможности описания исследуемой зависимости моделью на главных эффектах следующего вида

,

где – эмпирические коэффициенты.

На рис. 1 представлен график последней модели.

Рис. 1. Влияние температуры воздуха и доли дней с осадками на интенсивность отказов пневмоподвески автобусов большого класса MANA72 (модель на главных эффектах)

Анализ показал, что данная модель не в полной мере соответствует физическому смыслу изучаемого процесса: при низких температурах в зимний период года интенсивность отказов возрастает, при увеличении в этих условиях доли дней с осадками это влияние еще сильнее. При положительных температурах данной зависимости не должно быть. В модели на главных эффектах учесть совместно влияние факторов невозможно. Следовательно, необходимо использовать модель со смешанными эффектами.

Модель со смешанными эффектами имеет общий вид:

,

де – эмпирические коэффициенты.

Для оценки значимости смешанных эффектов последняя модель линеаризована путем замены переменных:

.

Для оценки адекватности модели, определения численных значений ее параметров и статистических характеристик использовалась программа «REGRESS 2.5» [12]. К смешанным эффектам в последней модели относятся 4-е и 5-е слагаемые. Расчеты показали, что коэффициент парной корреляции между и l составил 0,76, а между и l -0,74 (табл. 1). Проверка по критерию Стъюдента показала, что с вероятностью 0,99 оба смешанных эффекта статистически значимо влияют на интенсивность отказов пневмобаллонов (табл. 2).

Таблица 1

Матрица коэффициентов парной корреляции

 

X1

X2

X3

X4

X5

l

-0,65

0,59

0,76

-0,74

0,79

X1

1

-0,28

-0,59

0,96

-0,71

X2

-0,28

1

0,89

-0,44

0,15

X3

-0,59

0,898

1

-0,73

0,5

X4

0,96

-0,44

-0,73

1

-0,73

X5

-0,71

0,157

0,5

-0,73

1

На рис. 2 представлен график модели со смешанными эффектами.

Рис. 2. Влияние температуры воздуха и доли дней с осадками на интенсивность отказов пневмоподвески автобусов большого класса MANA72

Таблица 2

Матрица вероятностей значимости коэффициентов парной корреляции

 

X1

X2

X3

X4

X5

l

0,98

0,95

0,99

0,99

0,99

X1

0,99

0

0,95

0,99

0,99

X2

0

0,99

0,99

0,80

0

X3

0,95

0,99

0,99

0,99

0,90

X4

0,99

0,80

0,99

0,99

0,99

X5

0,99

0

0,90

0,99

0,99

Адекватность уравнения оценивалась по критерию Фишера. Дисперсионное отношение Фишера превысило табличное значение с вероятностью 0,95, что свидетельствует об адекватности выбранной модели. Средняя ошибка аппроксимации составила 4,6%.

На основе полученных результатов можно моделировать поток отказов элементов бульдозеров, что позволит планировать объемы ремонтных работ, потребность в трудовых и материальных ресурсах, запасных частях [24].

Рецензенты:

Захаров Н.С., д.т.н., Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень;

Мерданов Ш.М., д.т.н., Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень.