Оптимизация ремонта грузовых вагонов

Бережливое производство – технологии оптимальной работы участков текущего отцепочного ремонта (ТОР) грузовых вагонов

Одними из главных задач стратегического развития ОАО «Российские Железные Дороги» являются рост производительности, использование всех видов ресурсов, оптимизация издержек производства. Большая роль в решении этих задач отводится вагонному хозяйству, основная цель которого – обеспечение сети железных дорог надежным, отвечающим современным стандартам и требованиям подвижным составом.

Важной производственной единицей вагонного хозяйства является депо. В процессе реформирования железнодорожного транспорта структура вагонного хозяйства дороги претерпела серьезные изменения. Его реструктуризация началась путем разделения вагонных депо на ремонтные и эксплуатационные. В результате такого мероприятия основная доля наиболее оснащенных предприятий выделилась в отдельный хозяйствующий субъект и вошла в состав Центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов (ЦДРВ). В январе 2010 года Совет директоров ОАО «РЖД» на своем заседании одобрил концепцию реформирования вагоноремонтного комплекса Центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов – филиала ОАО «РЖД» и создания на его базе дочерних обществ ОАО «РЖД по ремонту грузовых вагонов: ОАО «Вагонная ремонтная компания – 1», ОАО «Вагонная ремонтная компания – 2» и ОАО «Вагонная ремонтная компания – 3» (ВРК – 1, ВРК – 2 и ВРК – 3).

Передача эксплуатационного вагонного комплекса в Центральную дирекцию инфраструктуры (ЦДИ) не повлекла за собой существенных изменений в функциональных задачах вагонного хозяйства.

Неизменными остались и основные задачи, возложенные на Управление вагонного хозяйства. Это – повышение качества услуг по эксплуатации, техническому обслуживанию и текущему ремонту грузовых вагонов; формирование условий для надежного обеспечения долгосрочных потребностей железнодорожного транспорта в техническом обслуживании и ремонте вагонов; обеспечение недискриминационного доступа к услугам по техническому обслуживанию вагонов в эксплуатации; недопущение на инфраструктуру технически неисправных грузовых и пассажирских вагонов; обеспечение безопасности движения поездов, охраны труда, пожарной и экологической безопасности в вагонном хозяйстве.

Основными резервами повышения эффективности использования вагонного парка в эксплуатации являются:

• сокращение времени нахождения вагонов под грузовыми операциями и на технических станциях;
• снижение числа отцепок в текущий отцепочный ремонт и простоя в неисправном состоянии.

Текущий отцепочный ремонт (ТОР) – это специфический вид услуги по ремонту грузового вагона. Неисправность может возникнуть в любое время и в любой точке железнодорожной сети. Соответственно, для обеспечения безопасности движения аварийный вагон необходимо отправить на ближайшую станцию или, при наличии такой возможности, устранить неисправность на месте.Производится такой ремонт на специально выделенных путях, оснащенных необходимым оборудованием и приспособлением на основании уведомления формы ВУ-23М, заполненного осмотрщиком вагонов или оператором пункта технического обслуживания (ПТО). При данном виде ремонта выявляются и устраняются неисправности кузовов, рам вагонов, колесных пар, боковых рам и надрессорных балок тележек, буксового узла, пружинно-фрикционного рессорного комплекта, тормозного оборудования, автосцепного устройства вне зависимости от причины поступления вагона в текущий отцепочный ремонт.

Материалы, запасные части, применяемые при ремонте отцепленных вагонов, должны соответствовать нормативной документации и рабочим чертежам на их изготовление и ремонт, быть сертифицированы, а также должен соблюдаться порядок к их хранению.

Но в действительности, наблюдается неупорядоченное хранение запасных частей и материалов на участках ТОРа. В результате при замене деталей вагонов в ходе производства ремонта работники участка затрачивают продолжительное время, связанное с избыточным их перемещением, что приводит к простою вагона в ремонте.

На сети железных дорог во многих эксплуатационных вагонных депо (Забайкальской дирекции инфраструктуры, Октябрьской дирекции инфраструктуры, Северо-Кавказской дирекции инфраструктуры) активно внедряют технологию бережливого производства, которая позволяет оптимизировать технологические процессы производственных участков.Для реализации проекта «Бережливое производство» в вагонном хозяйстве распоряжением ОАО «РЖД» от 20 декабря 2013г. №2840р утверждена и введена в действие с 1 января 2014г. «Методика визуального контроля по системе Кайдзен в структурных подразделениях Управления вагонного хозяйства Центральной дирекции инфраструктуры». Данная методика разработана проектно-конструкторским бюро вагонного хозяйства. Полигоном для практической апробации данной методики с 2014 г. определены эксплуатационные вагонные депо Октябрьской, Восточно-Сибирской и Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры.

Термин «бережливое производство» (leanmanufacturing) применяется для обозначения базовых принципов эффективной организации деятельности кампании. Он фокусирует внимание на избавлении от любых непроизводительных затрат. К непроизводительным затратам относят любые действия и затраты, не связанные напрямую с доставкой грузов потребителю точно в срок, обладающие потребительской ценностью. Потери – это действия, которые увеличивают затраты и время доставки грузов, но не добавляют ценности конечной продукции. На предприятиях железнодорожного транспорта встречаются следующие виды потерь:

• перепроизводство– потери, связанные с выпуском продукции в большем количестве;
• излишние запасы – вид потерь, связанный с наличием сверхнормативного количества изделий, непосредственно хранящихся на предприятии или за его пределами. Наличие излишних запасов указывает на нестабильность производства на предприятии;
• транспортировка– вид потерь, связанный с перемещением материалов и запасных частей;
• потери из-за дефектов – вид потерь, связанный с наличием дефектов, затратами на их выявление и устранение;
• потери при излишней обработке – вид потерь, возникающий при выполнении операций и процессов, без которых можно обойтись;
• потери при излишних перемещениях – вид потерь, возникающий в связи с движениями персонала, которые не являются необходимыми;
• простои– вид потерь, связанный с задержками и возникающий в результате ожидания готовности оборудования, персонала, транспортных задержек, неравномерного темпа работы отдельных подразделений предприятия.

Бережливым считают производство, в котором любые непроизводительные затраты сведены к минимуму или отсутствуют вовсе, т.е. все ресурсы предприятия используются только для создания потребительской ценности. Именно эту задачу ставит перед собой ОАО «РЖД», совершенствуя свою деятельность и внедряя методики по сокращению и исключению непроизводительных затрат.

Внедряемая «Методика визуального контроля по системе Кайдзен в структурных подразделениях Управления вагонного хозяйства Центральной дирекции инфраструктуры» позволит высвободить дополнительные производственные площади участков, сэкономить материалы и энергоресурсы, уменьшить количество брака, поломок оборудования и инструмента (а это – снижение затрат на ремонт), снизить трудоемкость различных производственных процессов, повысить безопасность труда и улучшить эргономику рабочих мест на производственных участках (рис. 1).

Рисунок 1 – Помещение старшего осмотрщика вагонов. Метод визуализации: рациональное размещение инструмента

Один из мощных инструментов бережливого производства – это визуальный менеджмент, который создает начальные условия для эффективного труда,организует размещение инструментов, деталей, составных частей конструкций и других индикаторов состояния производства. Одной из целей применения методов визуализации является удаление ненужного, создание начальных условий для эффективного труда и возникновения свободного пространства. Классификация объектов сопровождается их пометкой с помощью ярлыков зеленого, желтого, красного и других цветов.

Так, например, в условиях эксплуатационных вагонных депо, а именно на участках ТОРа, хранение колесных пар, требующих ремонта в грузовых вагонных ремонтных депо (ВЧДР), обезличено. Из-за ограничения производственных площадей и непрерывного производственного процесса оно осуществляется без определения колесных пар по принадлежности и без выделения отдельных участков хранения для разных собственников, а именно:

• ОАО «РЖД»;
• собственников, которые осуществляют ремонт по договорам;
• собственников, осуществляющих ремонт по гарантийным письмам.

Такое хранение (рис.2) требует дополнительной проверки всех колесных пар, чтобы определить их принадлежность предприятию-собственнику.

Помимо разделения всех колесных пар на требующих покупки (договорные отношения с собственником) и требующих ремонта в ВЧДР с последующей подкаткой под этот же вагон (отсутствие договорных отношений), существует группа колесных пар, по которым необходимо провести комиссионное расследование, установить виновное предприятие и составить рекламационные документы, необходимые для предоставления собственнику вагона для оплаты за проведенный ТОР.

Чтобы сократить время отправки колесных пар в ремонт и минимизировать риски, возникающие при хранении и отправке колесных пар из-под приватных вагонов, можно предложить следующую технологию колесных пар (рис. 3):

Колесные пары, выкаченные из-под вагонов собственников, имеющие договора на проведение ТОР, впоследствии приобретаемые у собственника и переходящие в парк ОАО «РЖД», при отправке в ремонт не маркируются. При этом на колесные пары, по которым требуется комиссионное расследование, наносится полоса синего цвета.

2. Отправка размеченных колесных пар. При погрузке колесных пар на платформу для отправки ее в то или иное ВЧДР бригадир руководствуется разметкой и безошибочно отгружает колесные пары с нанесенной маркировкой.

3. Получение колесных пар с ВЧДР. После возврата колесной пары из ремонта рядом с существующей отметкой на оси дополнительно наносится новая полоса (см. рисунки 4, 5):

• зеленого цвета – для исправной колесной пары;
• красного цвета– для неисправной колесной пары, требующей расформирования.

Рисунок 4 – Применение метода визуализации колесных пар после возврата колесной пары из ремонта

Синяя полосапри этом снимается.

В дальнейшем (при отправке колесной пары в ремонт) данная отметка позволяет не осматривать все колесные пары и четко отобрать требуемую.

Рисунок 5 – Поиск и отбор колесных пар после внедрения метода визуализации

4. Хранение колесных пар на ТОР. Для разграничения колесных пар на участке ТОР предусмотрены три зоны хранения (рис. 6), которые подразделяются на исправные (отремонтированные), неисправные (требующие ремонта), брак (требующие расформирования).

Следовательно, визуализация колесных пар грузовых вагонов при текущем отцепочном ремонте (ТОР) позволит:

• минимизировать время нахождения вагонов в ТОР;
• сократить время на отбор и отправку колесных пар в ремонт;
• снизить время общего простоя вагонов находящихся в собственности промышленных предприятий в текущем отцепочном ремонте;
• увеличить выпуск вагонов из текущего отцепочного ремонта;
• снизить количество и размеры штрафных санкций за просрочку доставки грузов.

Рисунок 6 – Зоны хранения колесных пар на пункте текущего отцепочного ремонта

Таким образом, бережливое производство – это, прежде всего, философия, меняющая устоявшиеся взгляды на организацию производственных отношений, всю систему показателей эффективности каждого структурного подразделения, систему управления предприятием. Для бережливого производства важен каждый сотрудник РЖД, важны его инициатива и готовность добиваться улучшений в своей работе.

1. Гончаров, С.Е. (Управление вагонного хозяйства Центральной дирекции инфраструктуры – филиала ОАО «РЖД»). Грузовой вагон на пространстве 1520 [Текст]: безопасность движения /С.Е. Гончаров // Евразия Вести . — 2012. — №10. — С. 11
2. Голубев, Д.Е. (Служба вагонного хозяйства Горьковской дирекции инфраструктуры). Визуализация колесных пар при текущем отцепочном ремонте [Текст]: безопасность движения /Д.Е. Голубев // Вагоны и вагонное хозяйство. — 2013. — №2. — С. 31-33
3. Потапов, А.А. (Забайкальская железная дорога – филиал ОАО «РЖД»). Поиск оптимальных технологий [Текст]: безопасность движения /А.А. Потапов // Линия. — 2014. — №2. — С. 15
4. Романов, В.В. (Проектно-конструкторское бюро вагонного хозяйства). В эксплуатационных депо вводится в действие методика визуального контроля по системе Кайдзен [Текст]: безопасность движения /В.В. Романов, А.В. Чичин // Вагоны и вагонное хозяйство. — 2014. — №1. — С. 18-23
5. Чичин, А.В. (Проектно-конструкторское бюро вагонного хозяйства). Бережливое производство – прогрессивная концепция организации работы [Текст]: безопасность движения /А.В. Чичин // Вагоны и вагонное хозяйство. — 2013. — №2. — С. 28-30

Источник

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ ВАГОНОРЕМОТНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ДЕПОВСКОМУ РЕМОНТУ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

Методика решения задачи

Деповской ремонт грузовых вагонов выполняется в ремонтных вагонных депо, входящих в Департамент ОАО «РЖД» по ремонту грузового вагонного парка. Программа ремонта по количеству и типам вагонов для каждого депо в отдельности устанавливается департаментом исходя из потребностей в ремонте, производственных мощностей депо и имеющихся в наличии производственных ресурсов. С учетом того, что в настоящее время неуклонно возрастает вагонный парк других собственников, а также предстоящим акционированием Департамента возникает проблема определения оптимальной производственной программы депо, обеспечивающей максимальную прибыль предприятию. Такая задача может быть сформулирована следующим образом. Имеем:

Х_i – объем ремонта вагонов j–го типа; i = 1, 2, … n;

В_i – объем, имеющихся в наличии производственных ресурсов i-го вида; I = 1, 2, … m;

a_ij – расход i-го вида ресурсов на ремонт одного вагона j-го типа;

C_j – прибыль, получаемая предприятием за один отремонтированный вагон j-го типа.

Решение задачи осуществляется на основе следующей экономико-математической модели:

Найти совокупность переменных Х_j, минимизирующую целевую функцию F:

(1.1)

На целевую функцию накладываются следующие ограничения:

(1.2)

X_ij ≥ 0 для всех значений индексов. (1.3)

Данная модель относится к классу экономико-математических моделей линейного программирования [4, 5, 8, 9]. Решение задач, описываемых экономико-математическими моделями линейного программирования, как правило, осуществляется универсальным симплексным методом [4, 5].

Он достаточно трудоемок. Поэтому выполнение расчетов рекомендуется в среде EXCEL [2, 7].

Технологию решения задач линейного программирования в среде EXCEL продемонстрируем на следующем примере.

Вагоноремонтное депо имеет в своем распоряжении определенное количество ресурсов: рабочую силу, материалы, запасные части, оборудование, производственные площади и т. п. Допустим, например, имеются ресурсы четырех видов: рабочая сила, материалы, специальные запасные части и фонд времени вагоноремонтных позиций. Депо может ремонтировать вагоны четырех типов. Информация о количестве единиц каждого ресурса, необходимого для ремонта одного вагона каждого типа, их объеме и получаемой прибыли приведена в табл. 1.

Нормы расхода ресурсов на один вагон

полувагон крытый платформа хопердозатор Раб. сила, чел.час 180 205 160 336 650000 Материалы, тыс. руб 28 27 26 54 100000 Фонд времени, час 17 18 16 30 125000 Специальные запчасти, тыс. руб. 0 0 0 15 5000 Прибыль на 1 вагон, тыс. руб. 7,3 7,5 6,5 15

Требуется найти такой план ремонта вагонов, при котором будет максимальной общая прибыль предприятия.

Обозначим через Х₁, Х₂, Х₃, Х₄ количество вагонов каждого типа. Сформулируем экономико-математическую модель задачи:

Решение задач линейного программирования в среде EXCEL осуществляется с помощью надстройки «Поиск решения» [2, 7]. Если в меню Сервис отсутствует команда Поиск решения, значит, необходимо загрузить эту надстройку. Выберите команду Сервиса Надстройки и активизируйте надстройку Поиск решения. Если же этой надстройки нет в диалоговом окне Надстройки, то необходимо обратиться к панели управления Windows, щелкнуть на пиктограмме Установка и удаление программ и с помощью программы установки EXCEL (или Office) установить надстройку Поиск решения. Для решения задачи необходимо:

1. Создать форму для ввода условий задачи.

2. Указать адреса ячеек, в которые будет помещен результат решения (изменяемые ячейки).

3. Ввести исходные данные.

4. Ввести зависимость для целевой функции.

5. Ввести зависимости для ограничений.

6. Указать назначение целевой функции (установить целевую ячейку).

7. Ввести ограничения.

8. Ввести параметры для решения задачи линейного программирования.

Для рассматриваемого примера продемонстрируем технологию решения задачи оптимального использования ресурсов.

1. Подготовим форму для ввода условий задачи (рис. 1).

2. В нашей задаче оптимальные значения вектора X = (Х₁, Х₂ Х₃, Х₄) будут помещены в ячейках ВЗ: ЕЗ, оптимальное значение целевой функции — в ячейке F4.

3. Введем исходные данные в созданную форму. Получим результат, показанный на рис. 2.

4.Введем зависимость для целевой функции:

• Курсор на кнопку Мастер функций.

Поиск решения появится диалоговое окно Поиск решения (рис. 4).

В диалоговом окне Поиск решения есть три основных параметра:

• Установить целевую ячейку.

Сначала нужно заполнить поле «Установить целевую ячейку». Во всех задачах для средства Поиск решения оптимизируется результат в одной из ячеек рабочего листа. Целевая ячейка связана с другими ячейками этого рабочего листа с помощью формул. Средство Поиск решения использует формулы, которые дают результат в целевой ячейке, для проверки возможных решений. Можно выбрать поиск наименьшего или наибольшего значения для целевой ячейки или же установить конкретное значение.

Второй важный параметр средства Поиск решения – это параметр.

Изменяемые ячейки – это те ячейки, значения в которых будут изменяться для того, чтобы оптимизировать результат в целевой ячейке. Для поиска решения можно указать до 200 изменяемых ячеек. К изменяемым ячейкам предъявляется два основных требования: они не должны содержать формул, и изменение их значений должно отражаться на изменении результата в целевой ячейке. Другими словами, целевая ячейка зависима от изменяемых ячеек.

Третий параметр, который нужно вводить для Поиска решения – это Ограничения.

6.Назначение целевой функции (установить целевую ячейку).

• Курсор в поле «Установить целевую ячейку».

• Ввести адрес $F$4.

• Ввести направление целевой функции: Максимальному значению.

• Ввести адреса искомых переменных:

• Курсор в поле «Изменяя ячейки».

• Ввести адреса В$3:Е$3.

7. Ввод ограничений.

• Курсор в поле «Добавить». Появится диалоговое окно Добавление ограничения (рис. 5).

• В поле «Ссылка на ячейку» ввести адрес $F$7.

• Ввести знак ограничения ≤.

• Курсор в правое окно.

• Ввести адрес $Н$7.

• Добавить. На экране опять диалоговое окно Добавление ограничения.

• Ввести остальные ограничения.

• После ввода последнего ограничения ввести ОК.

На экране появится диалоговое окно Поиск решения с введенными условиями (рис. 5).

8.Ввод параметров для решения ЗЛП (рис. 6).

• Открыть окно Параметры поиска решения.

• Установить флажок Линейная модель, что обеспечивает применение симплекс-метода.

• Установить флажок Неотрицательные значения.

В открывшемся окне «Поиск решения» ввести «Выполнить».

Полученное решение (рис. 7) означает, что максимальную прибыль 26537,7 тыс. руб. депо может получить при выпуске из ремонта 2595,5 полувагонов, 345,4 крытых вагонов, 333,3 вагонов-хопперов. Приэтом ремонт платформ в оптимальном плане производства отсутствует. Ресурсы – рабочее время, материалы, специальные запасные части – будут использованы полностью, а из 125 тыс. ч фонда времени вагоноремонтных позиций будет использовано только 60,3 тыс. ч.

EXCEL позволяет представить результаты поиска решения в форме отчета. Существует три типа таких отчетов:

Результаты (Answer). В отчет включаются исходные и конечные значения целевой и влияющих ячеек, дополнительные сведения об ограничениях.

Устойчивость (Sensitivity). Отчет, содержащий сведения о чувствительности решения к малым изменениям в изменяемых ячейках или в формулах ограничений.

Пределы (Limits). Помимо исходных и конечных значений изменяемых и целевой ячеек в отчет включаются верхние и нижние границы значений, которые могут принимать влияющие ячейки при соблюдении ограничений.

В отчете по результатам содержатся оптимальные значения переменных X₁, Х₂, Хз, Х₄, значение целевой функции, а также левые части ограничений.

Источник