УДК 629.113/.

ПРЕДИСЛОВИЕ

J_

0 12 3 4 5 а

Законы распределения вероятностей Р(х<х₀ )

.Законы

распределения вероятностей значений дискретной (а и в) и непрерывной (5 и г) случайных величин вероятностей часто называют du<pq)epeHU,uajibHbiM законом ния вероятностей. Закон распределения вероятностей дис-сяучайной величины по рис. 2.2, в могут называть кумуля-кривой [10].

Виды законов распределения вероятностей

кривых распределения могут быть разнообразны, что от особенностей рассматриваемой случайной величины и

3 в котором рождается эта величина. Главным фактором

Квяется степень наличия последействия. Процесс не имеет

:~гтвия, если состояние в будущем не зависит от того, как пришла в настоящее состояние. Например, наработка до колеса и ресурс коленчатого вала являются случайными «и, но их распределения вероятностей различны. Если ня установили на двигатель новый коленчатый вал, то

Ьв еще новый и даже через месяц работы автомобиля ко-

ШЛ вал можно считать новым. Если мы сегодня установили

F(x)

X X

Рис. 2.3. Экспоненциальный закон распределения вероятностей

новую камеру в колесо, то никаких особых гарантий отсутствия прокола завтра, потому что камера новая, нет.

В этих примерах наработка камеры до прокола является случайной величиной, рождаемой процессом без последействия, а ресурс коленчатого вала рождается процессом с хорошо выраженным последействием.

В математике известны многие законы распределения вероятностей случайных величин, из них в практике ТЭА достаточно широко используются пять законов [1, 10, 16, 20 — 22, 28, 29|.

Экспоненциальный закон — закон, описывающий непрерывные случайные величины, рождаемые процессом без последействия. Закон выражается формулами

F(x) = \-e-^kx , f{x) = Xe-^Xx ,

где параметром распределения является Х= 1/т_х , здесь т_х — математическое ожидание случайной величины.

Для случайных величин, распределенных по экспоненциальному закону, коэффициент вариации равен единице, т.е. а_х = т_х . Формы кривых показаны на рис. 2.3.

Следует отметить, что в окружающей нас действительности очень многие явления можно отнести к процессам без последействия, поэтому наше интуитивное представление часто соответствует экспоненциальному закону (например, человек привыкает к опасности, потому что вначале прирост вероятности события большой, а со временем прирост уменьшается). Случаи применения экспоненциального закона в практике ТЭА:

наработка на отказ автомобиля при выходе из строя различных

деталей;

наработка на отказ (моменты возникновения потребности в

замене) конкретной детали для группы одновременно работающих автомобилей;

периодичность внезапных отказов деталей из-за аварии и т. п.

(например, прокол колеса);

56

время простоя автомобиля в ремонте при дефиците запасных частей.

Нормальный закон — описывает непрерывные случайные величины, рождаемые процессом с хорошо выраженным последействием. По предельной теореме Ляпунова, если случайная величина является суммой многих случайных величин, то она хорошо описывается нормальным законом. Отсюда можно считать, что если на процесс влияет много различных факторов, то рождаемая этим процессом случайная величина будет распределена по нормальному закону

(х-т,)

/(*) = 2°,

о,>/2л

где т_х — математическое ожидание случайной величины; а_х — среднее квадратическое отклонение.

Интегральная функция F(x) = Jf(x)dx не имеет аналитиче ского выражения, поэтому для ее построения пользуются таблич ными значениями функции F(z), где z = -------- — квантиль (ус-

ловный аргумент, позволяющий определять значения вероятностей для любых совокупностей нормально распределенных случайных величин). Следует отметить, что в разных литературных источниках квантиль может обозначаться различными буквами. Формы кривых распределения показаны на рис. 2.4.

Характерной особенностью нормального закона является то, что кривая плотности вероятности симметрична относительно математического ожидания, а кривая интегральной вероятности зеркально симметрична относительно вероятности 0,5. Поскольку с вероятностью 0,997 нормально распределенная случайная вели-

Рис. 2.4. Нормальный закон распределения вероятностей

57

чина укладывается в интервал х ± За, а в реальных условиях отрицательных величин, как правило, не бывает, то математическое ожидание не может быть меньше За, значит, нормально распределенные случайные величины имеют коэффициент вариации v < 0,333. По этому условию выбирают вид закона распределения анализируемых случайных величин.

Нормальный закон распределения вероятностей в практике ТЭА применяется при расчетах: ресурса нормально изнашиваемых деталей; времени простоя автомобиля в ТО и Р; трудоемкости ТО и Р; пробега автомобилей по календарным периодам; расхода эксплуатационных материалов и т.п.

Закон Вейбулла — описывает непрерывные случайные величины:

где а и b — параметры (эмпирические коэффициенты).

В зависимости от соотношения значений эмпирических коэффициентов формы кривых могут быть различны (рис. 2.5). Кривая может быть симметричной, близко совпадающей с нормальным законом, и несимметричной.

Чаще всего закон Вейбулла используют при коэффициенте ва-

риации 0,4 <v<0,9.

Закон Вейбулла в практике ТЭА применяется при расчетах:

ресурса деталей, разрушающихся из-за усталости; наработки до отказа крепежных деталей; простоев автомобиля в текущем ремонте и т.п.

Числовые характеристики случайной величины, распределенной по закону Вейбулла, особым образом связаны с его параметрами а и б.

Рис. 2.5. Закон Вейбулла

58

а Ь х а Ь х

Рис. 2.6. Закон равновероятного распределения

Закон равновероятного распределения — описывает непрерывные случайные величины, которые достоверно встречаются на некотором интервале от а до b и вероятность наблюдения случайной величины в этом интервале постоянна (рис. 2.6).

Например, если автобусы идут по маршруту с интервалом 15 мин, то время ожидания автобуса человеком, пришедшим на остановочный пункт в случайный момент времени, будет находиться в интервале 0... 15 мин и распределено по закону равной вероятности.

Описывается этот закон следующим образом:

f{x) = 0 при х меньше а;

fix) = 1 при а < х Ь-а < fixЬ; ) =

0 при х больше а; Fix) = ------ при а < х < Ь.

Ь-а

Закон равновероятного распределения в практике ТЭА применяется при расчетах:

времени простоя отказавшего технологического оборудования

до прихода мастера по ремонту, если заявка в течение смены обязательно выполняется;

времени ожидания маршрутного транспортного средства и т.п.

Закон Пуассона — этот закон описывает дискретные случайные величины и является приближенным выражением более общего закона Бернулли. По формуле, предложенной Пуассоном, можно определять вероятность попадания в выборку n<0,lN, где N — объем партии х объектов с определенным свойством, например, бракованных. При этом должно выполняться условие, что вероятность наблюдения бракованных изделий в партии должна быть не более 0,1.

59

Распределение выражается формулой

/>(х) = ^-е-^в , х\

где параметр распределения является математическим ожиданием случайной величины а = т_х .

Закон Пуассона в практике ТЭА применяется при определении:

числа отказов для группы одновременно работающих автомо-

билей в течение заданного промежутка времени (или наработки); числа аварий или дорожно-транспортных происшествий; числа дефектных изделий, попадающих в выборку из партии

изделий;

числа клиентов, обращающихся на пункт обслуживания в еди-

ницу времени;

количества запасных частей, забираемых со склада и т.п.

Контрольные вопросы

1. Что дает более полное представление о разбросе случайной величины: среднее квадратическое отклонение или ее коэффициент вариации?

2. В чем разница между средним арифметическим и средним гармоническим значением случайной величины?

3. Почему плотность распределения вероятностей случайной величины называют дифференциальным законом распределения? Может ли этот закон описывать дискретные случайные величины?

4. Какими законами распределения описывается наработка на отказ автомобиля и наработка до предельного износа коленчатого вала?

5. Почему нормальным законом описываются значения ресурса нормально изнашиваемых деталей автомобиля?

6. Каким законом распределения может быть описан ресурс детали, если его среднее значение в два раза больше среднего квадратического отклонения?

7. Каким законом распределения обычно описывается ресурс пружин, отказывающих из-за усталостных трешин?

8. Если известно, что в маршрутном автобусе в среднем находится 40 пассажиров, то с какой вероятностью число пассажиров будет равно 10? По какой формуле это можно подсчитать?

9. В чем разница закона распределения, представленного как F(x) и/(х)?

^w ГЛАВА 3

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЯ КАК СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ

3.1. Общие представления о сложных системах

Под сложной системой понимают объект, выполняющий заданные функции и который может быть расчленен на элементы, каждый из которых также выполняет определенные функции и находится во взаимодействии с другими элементами. Элементы сложной системы могут иметь разнообразные выходные параметры, которые с позиции надежности можно разбить на три группы (типа):

Х\ — параметры, изменение которых с выходом за установленные уровни показателей приводит к потере работоспособности элемента и системы;

Х_г — параметры, участвующие в формировании выходных параметров всей системы, но по которым трудно судить об отказе элемента;

Xj — параметры, влияющие на работоспособность других элементов системы аналогично изменению внешних условий работы всей системы.

Для большей наглядности возможных типов выходных параметров систему из двух элементов (на примере двигателя) можно представить структурной схемой (рис. 3.1).

В представленной на рис. 3.1 схеме для системы питания Х\ — это пропускная способность топливного жиклера (если жиклер забит и топливо не поступает, то система питания отказывает и отказывает двигатель), Х₂ — это износ топливного жиклера (топливная экономичность автомобиля ухудшается), A"₃ — образование богатой смеси (двигатель перегревается и затрудняет работу системы охлаждения). В свою очередь, плохая работа системы охлаждения приводит к перегреву двигателя и образованию паровых пробок в системе питания — это A"₃ для элемента № 2, плохая работа термостата затягивает прогрев двигателя, что приводит к снижению топливной экономичности автомобиля — это Х_ъ обрыв ремня приводит к отказу системы охлаждения и отказу автомобиля — это Х\ для элемента № 2.

В реальных сложных системах элементы могут иметь или все три типа выходных параметров, или меньше (один или два). Во

Ы

ГЛАВА 4

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ

АВТОМОБИЛЯ

4.1. Стратегия совместной замены деталей при ремонте. Проблема равнопрочного автомобиля

Ремонтопригодность автомобиля зависит не только от быстросъемности агрегатов и деталей, числа используемых инструментов, ремонтной оснастки и других достаточно очевидных факторов, но и от стратегии замены деталей при ремонте.

Можно выделить три варианта организации замены деталей при ремонте автомобиля:

замена только отказавшей детали (ресурс каждой детали в этом

случае используется полностью, но возникает необходимость частых разборок, велики простои автомобиля в ремонте);

плановая замена групп деталей (агрегатов) до момента наступ-

ления отказа (такой вариант часто используется в авиации, при этом обеспечивается высокая безотказность, но ресурс деталей существенно недоиспользуется);

совместная замена, назначаемая техническими условиями на ремонт группы деталей при отказе одной детали группы (имеет достоинства первого и второго вариантов).

Четвертым вариантом можно было бы считать замену деталей по результатам дефектовки деталей разобранного узла, когда наряду с отказавшей деталью заменяют сильно изношенные или поврежденные при разборке узла детали. Это достаточно очевидная ситуация, не требующая никаких теоретических обоснований. Из опыта установлено, что при ремонте автомобилей ЗИЛ-130 в среднем заменяют |35]: 2,24 детали — в коробке передач;

2,36 детали — в заднем мосту; 1,78 детали — в карданной передаче.

Необходимость в ремонте, как правило, возникает при отказе одной детали. Эффективность совместной замены деталей при ремонте можно оценить коэффициентом использования ресурса детали 3/ и коэффициентом использования стоимости группы деталей р_с . Коэффициент использования ресурса детали

о _ ™хо

Р/ >

>Пх<

74

где т_хо — математическое ожидание ресурса группы совместно заменяемых деталей; т_Х1 — математическое ожидание ресурса детали при ее работе до отказа.

Математическое ожидание ресурсов т_Х1 = J R(x),dx, m_xo = J R(x)₀ dx = ]f[ R(x),dx.

0 0 0 '=1

Очевидным условием оптимальности стратегии совместной замены деталей является наиболее полное использование их ресурса, что достигается при р,-> 1. Определим, в каких случаях будет выполняться это условие на примере.

Решается вопрос о плановой совместной замене поршней компрессора и задних рессор автомобиля, поскольку их ресурсы оказались одинаковыми. Известно, что ресурс поршней распределен по нормальному закону с коэффициентом вариации v_n = 0,2, а ресурс рессор по закону Вейбулла с коэффициентом вариации v_p = 0,77. Поскольку отказ автомобиля произойдет при отказе хотя бы одной из четырех рассматриваемых деталей, можно считать, что эти детали образуют структурную схему из четырех последовательно включенных элементов. Рассмотрим кривые безотказности, представленные на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Изменение безотказности группы последовательно включенных элементов:

"Win. R(x)₂ „ — кривые безотказности одного и двух поршней соответственно,

Я(х)|_Р , R(x)_lp — кривые безотказности одной и двух рессор соответственно

7S

Безотказность двух поршней R(x)₂ „ = R(x^ , математическое ожидание ресурса для двух поршней

«х2п = JR(x)_2n dx. и

Безотказность двух рессор R_2p = R(x)}_p , математическое ожидание ресурса двух рессор

т_х2р = I R(x)_2p dx. о

Общая безотказность для группы совместно заменяемых деталей R(x)₀ ш R(x)₂ „R(x)_2p , математическое ожидание ресурса группы совместно заменяемых деталей

т_хо = J R(x)₀ dx . о

Из анализа кривых безотказностей видно, что чем больше рассеяние ресурса деталей, тем больше недоиспользуется ресурс совместно заменяемых деталей. Чем больше деталей входит в группу, тем меньше будет коэффициент использования их ресурса. При малых наработках поршни компрессора практически безотказны, но рессоры могут отказывать, а при больших наработках некоторые рессоры остаются работоспособными, но все поршни уже достигают предельного значения ресурса.

Таким образом, можно сформулировать следующие рекомендации для плановой совместной замены группы деталей при ремонте автомобиля (с позиции использования ресурса деталей): число деталей, включаемых в группу для совместной замены,

должно быть не очень большим; плановая совместная замена эффективнее для деталей, имею-

щих малую вариацию ресурса;

все детали, включаемые в группу для совместной замены, должны иметь не только равные ресурсы, но и тождественные законы распределения вероятностей наработок до предельного состояния.

Детали, объединяемые в группу для совместной замены, могут иметь различную стоимость, что учитывается в коэффициенте использования стоимости

„ 1 С Д где С,

— стоимость детали, входящей в группу.

Если ресурс дЩртей используется полностью и Р, -» 1, то и Р_с -» 1; если все детали имеют одинаковую стоимость С, = С,.то

(J_c = ^ - ±*ZL , а если еще все детали будут иметь одинаковый лС п коэффициент использования ресурса, то р_с =Р,.

Рассмотрим случай совместной замены двух деталей с большой разницей в стоимости, когда С| = 100С2 (например, принимают решение в плановом порядке заменять шестерню и шпонку). Ко-

лл. ₀ с,р,+с₂ р₂ ioop,+p₂ эффициент использования стоимости р_с = —^ ------ ^-=- = ————.

С,+С₂ 101

По этому выражению при Pi = 1 и р₂ = 0,01 р_с = 0,99. Если взять pi = = 0,01 и р₂ =1, тор_с = 0,02.

Отсюда следует, что при стратегии плановой совместной замены деталей при ремонте автомобиля, ресурс дорогой детали должен быть использован полностью, т.е. вероятность отказа очень дешевой детали до выхода из строя всех дорогих деталей должна быть очень маленькой. Расположение кривых безотказностей для этого случая должно соответствовать рис. 4.2.

Из приведенного примера ясна проблема равнопрочного автомобиля, который состоит из большого числа деталей разной стоимости. Для равнопрочного автомобиля недостаточно условия равенства ресурсов, а необходимо также отсутствие рассеяния ресурса всех деталей, что практически невозможно.

При неодинаковых, но сопоставимых стоимостях деталей, вводимых в группу для совместной замены, оптимальное соотношение ресурсов можно найти определением экстремального значения коэффициента стоимости деталей. По результатам расчетов

Рис. 4.2. Оптимальное расположение кривых безотказности дорогой и дешевой деталей при их совместной замене для разных вариаций ресурса:

Л(х), — кривая безотказности дорогой детали; Л(х)₂ — кривая безотказности дешевой детали

строят специальные номограммы [35). Hai^Pkiep, при С, = ЗС₂ и коэффициенте вариации v, = v₂ = 0,2 наилучшее использование стоимостей деталей достигается при т_х2 = \,25т_х1 , т.е. ресурс более дешевой детали должен быть на 25 % выше среднего ресурса более дорогой детали.

В заключение следует подчеркнуть, что рассматриваемые зависимости относятся к стратегии плановой совместной замены установленной заранее группы деталей, что оговаривается в технических условиях на ремонт автомобиля.

Проводя совместную замену деталей при ремонте автомобиля, обычно интуитивно учитывают не только стоимость заменяемых деталей, но и издержки, которые могут возникать при отказах деталей. Например, при ремонте заднего моста автомобилей ВАЗ совместной замене подлежат четыре детали: полуось, подшипник, запорное кольцо и крышка подшипника. Отказ каждой из этой группы деталей имеет различные последствия.

Износ (питтинг) подшипника приводит к повышенному шуму. Ослабление натяга запорного кольца приводит к выдвиганию полуоси, когда шлицевая часть полуоси выходит из зацепления с шестерней, автомобиль останавливается. При этом возможно незначительное повреждение барабаном тормозных колодок. Разрушение крышки подшипника может привести к быстрому выдвиганию полуоси из балки моста, нарушению кинематики качения колеса и траектории движения автомобиля. Если водитель в такой ситуации будет тормозить, то возможна разгерметизация гидравлического привода тормозной системы. Усталостное разрушение полуоси, испытывающей циклические нагрузки, приведет к отрыву колеса, опрокидыванию автомобиля в кювет или выезд на встречную полосу с возможными тяжелыми последствиями.

Обозначая среднюю величину издержек от отказа детали J, и зная коэффициент использования ресурса р,, который, по сути, отражает как бы вероятность отказа детали, можно найти средние

л

издержки при групповой замене деталей £У,-В(-. По аналогии с коэффициентом использования стоимости деталей, введем в рассмотрение коэффициент издержек при групповой замене деталей

Здесь в знаменателе записаны суммарные издержки, когда ресурс всех деталей группы использовался бы полностью. Оптимальной будет такая стратегия замены деталей, когда Р/ -> min, что достигается при Р, -» min. Ранее было показано, что коэффициент использования ресурса уменьшается при увеличе- нии числа совшРгно заменяемых деталей. Это соответствует здравой логике: если после первого отказа заменять весь автомобиль в целом, то число отказов и их последствий будет меньше (естественно, здесь мы не учитываем приработку, возможность проявления скрытых дефектов изготовления, которые обнаруживаются у новых автомобилей и т. п.).

Средние затраты от недоиспользования стоимостей совместно заменяемых деталей XQO-p,),

ы обшис

затраты будут равны сумме

/x = i-/,P, + XC,(l-P,).

Естественным условием эффективности стратегии совместной замены деталей при ремонте автомобиля является снижение общих затрат от недоиспользования ресурса деталей и издержек, связанных с отказом деталей. Преобразуя выражение общих затрат, можно записать

/i = Ј(/,-C,)P,+ic,-nnin.

/=i ы

Несмотря на то что издержки от отказа некоторых деталей могут быть меньше их стоимости, общие затраты не могут быть равны нулю. Докажем это от обратного, переписав выражение общих затрат следующим образом:

Х-/Д-Хс,Р, + Хс,=о.

Разделив все наХ-Л ^и заменяя XQP/ = РсХ^' • получим

Р, =(Рс-1)^-

Как было показано ранее, р_с < 1, значит р, < 0, что невозможно. Подставляя выражение коэффициента использования ресурса, получим

л J _Q л

/i = »»»X- ---- ^{L +} X^c / -»min.

i=l Я1_Я| - M

На основании полученного выражения можно дать следующие рекомендации по формированию группы деталей для их совместной замены при ремонте автомобиля:

дешевые детали, отказ которых привояИР к большим издержкам (повреждение других деталей, необходимость выполнения трудоемких разборочно-сборочных работ, влияние на безопасность автомобиля и т.п.) должны иметь большой ресурс;

дорогие детали, отказ которых не приводит к большим издерж-

кам, должны иметь ресурс меньший, чем ресурс дешевых деталей; число деталей, включаемых в группу совместной замены, не

должно быть очень большим.

Соблюдение этих рекомендаций особенно важно для деталей, отказ которых носит внезапный, как бы непредсказуемый, характер (разрушение хрупких материалов, поломка из-за образования невидимых усталостных трешин и т.п.).

При продуманном конструировании и тщательной доводке конструкции автомобиля завод-изготовитель может сам рекомендовать группы деталей для совместной замены при ремонте. Специалист по технической эксплуатации автомобилей должен внимательно относиться к таким рекомендациям. Например, в разработанной концерном Fiat конструкции полуоси ведущего моста первым, обычно, отказывает подшипник. Иногда наблюдается сползание запорного кольца при нарушениях технологии изготовления. Однако все это в эксплуатации автомобиля не приводит к большим издержкам. Отказы крышки подшипника и поломка полуоси, которые могут привести к серьезным последствиям, в практике нормальной эксплуатации автомобиля не встречаются. То есть запасы долговечности полуоси существенно выше запасов долговечности подшипника. Замена при ремонте не группы деталей, а только одного подшипника (да еще многократная замена) может привести к очень серьезным последствиям.

4.2. Определение оптимального срока службы автомобиля как сложной восстанавливающейся системы

Автомобиль, состоящий из большого числа агрегатов, систем и деталей, является сложной восстанавливающейся системой. Это означает, что путем многократных ремонтов автомобиль можно поддерживать в работоспособном состоянии, в принципе, неограниченно долго. Не учитывая издержек от морального старения автомобиля, оптимальный срок его службы можно найти по минимуму удельных затрат на покупку автомобиля и на поддержание его в работоспособном состоянии в соответствии с рис. 4.3.

Если С_а — стоимость автомобиля при его покупке, то при сроке службы / удельные годовые затраты, связанные с покупкой, выразятся отношением CJt. Затраты, связанные с поддержанием

Оптимальны й срок

службы

Рис. 4.3. Определение оптимального срока службы автомобиля по минимуму суммарных затрат

автомобиля в работоспособном состоянии, С_ТЭА в течение года можно представить как

СТЭА = (СТО + С_Р + С_ТГ )//,

где С_то — общие затраты на техническое обслуживание автомобиля; С_р — затраты на ремонт автомобиля, существенно возрастающие по мере его старения; С_тг — затраты, связанные с потерей дохода от простоев автомобиля, обусловленных его технической готовностью.

Суммируя удельные затраты, получаем кривую, по которой можно найти оптимальный срок службы автомобиля, соответствующий минимуму общих удельных затрат С₀ . Следует иметь в виду, что кривая суммарных удельных затрат может быть в зоне экстремума достаточно пологой. Это будет указывать на то, что оптимальный срок службы автомобиля может иметь нечетко выраженные границы.

Контрольные вопросы

1. Какие можно выделить варианты организации замен деталей при ремонте автомобилей?

2. Какие требуется выполнить условия, чтобы ресурс деталей, объединенных в фуппу совместной замены, использовался наиболее полно?

3. Какие требуется выполнить условия, чтобы стоимость деталей, объединенных в группу совместной замены, использовалась наиболее полно?

4. Если в группу совместной замены деталей включены две детали, то ресурс дорогой или дешевой детали должен быть больше?

5. Возможен ли равнопрочный автомобиль? Если возможен, то при каких условиях?

6. Как сказываются на стратегию совместной замены деталей при ремонте автомобиля издержки от отказов деталей?

7. Как определяется оптимальный срок службы автомобиля как сложГЛАВА 6 ^W

НОРМИРОВАНИЕ И ПОСТАВКА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ ДЛЯ РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ

6.1. Основы планирования и управления запасами частей для ремонта автомобилей

Поддержание работоспособности автомобилей (в общем случае любых технических средств) требует своевременного проведения ремонтных и профилактических работ, что сопряжено с расходом соответствующих запасных частей. Чем больше запасных частей придается автомобилям, тем лучше их технические эксплуатационные характеристики (коэффициент готовности, вероятность бесперебойной и регулярной работы в данном интервале времени и т.д.). Однако обеспечение автомобилей большим числом запасных частей приводит к возрастанию экономических издержек, связанных не только с их приобретением, но и с организацией складского хозяйства.

Исходной информацией для нормирования запасных частей могут служить данные о фактическом расходе запасных частей со склада за известный период или статистические характеристики ресурса частей автомобиля. Нормирование запасных частей на основе характеристик их ресурсов позволяет точнее учитывать меняющиеся условия эксплуатации автомобилей: изменение объемов транспортной работы, возрастной состав автомобильного парка и

т.п.

В нашей стране переход от плановой экономики к рынку сопровождался коренной ломкой производственных отношений. Состояние российского рынка автомобильной техники характеризуется сокращением продаж многих моделей отечественных автомобилей, бессистемной торговлей автомобилями и запасными частями. В то же время были сделаны первые шаги в структурировании рынка по образцу рынков капиталистических стран. Иностранные компании активно вторгаются на наш рынок, имея мощные сбытовые сети и склады запасных частей, позволяющие им обеспечивать поставку запасных частей в немыслимые для России сроки.

В данный момент российские автозаводы медленно, но все же переходят на выпуск новых моделей: собственных, с применением импортных двигателей и других узлов, собираемых по лицензиям из импортных комплектующих. В последнее время все больше открывается автосборочных заводов, производящих выпуск как за- 106

рубежных, так и отечественных моделей автомобилей. Однако в условиях рынка продавать эти модели невозможно без надлежащего обеспечения запасными частями.

Запасные части автомобилей можно разбить на следующие группы:

оригинальные части, которые выпускают заводы — производители автомобилей или их дочерние предприятия. Это, как правило, сложные по конструкции и технологии изготовления детали и агрегаты;

неоригинальные части, которые выпускают специализирован-

ные предприятия и так называемые имитаторы |8]. В эту группу обычно входят унифицированные и стандартизованные детали

(свечи зажигания, подшипники, бензонасосы, фильтры и т.п.); части, получаемые при разборке автомобилей в металлолом, годные для дальнейшего использования. Известны случаи, когда мелкие фирмы разбирают новые агрегаты автомобилей и продают их запасными частями, поскольку спрос на дорогие комплектные агрегаты невелик (следует учитывать, что необходимость ремонта возникает, обычно, при отказе одной детали);

восстановленные детали и агрегаты, которые производят ремонтные предприятия, оснащенные соответствующим технологическим оборудованием.

Потребителями запасных частей могут быть ремонтные предприятия дилеров автозаводов, которые осуществляют фирменный ремонт. Фирменный ремонт отечественных автомобилей проводится, как правило, только в гарантийный период. Ремонт иномарок, в основном, фирменный.

Второй группой потребителей запасных частей являются «независимые ремонтники» -г это СТО и отдельные мастера, которые выполняют ремонтные работы по заказу автолюбителей и индивидуальных перевозчиков. Низкое качество запасных частей породило практику, когда независимые ремонтники производят ремонт, используя детали, приобретенные клиентами самостоятельно, тем самым снимая с себя ответственность за возможные отказы установленных деталей.

Основными потребителями запасных частей яапяются автолюбители и технические службы автотранспортных предприятий, которые производят ремонтные работы собственными силами.

Каналами сбыта запасных частей могут быть разного уровня склады, дилеры, оптовики, магазины, рынки, агентские фирмы, посредники. Схема участников российского рынка запасных частей автомобилей показана на рис. 6.1.

Уполномоченные или официальные дилеры имеют договорные отношения с автозаводами и несут перед ними ответственность за качество предоставляемых клиентам услуг. Следует признать, что в отечественной практике эта ответственность пока не

107

реализуется прежде всего потому, что заводы не обеспечивают дилеров всей номенклатурой запасных частей. Дилеры без обязательств более всего заинтересованы в продаже автомобилей, а вопросы ремонта решают только для создания положительного имиджа и привлечения клиентов.

Агентские фирмы продают оптом и в розницу ограниченную номенклатуру запасных частей одного изготовителя. В силу значительной унификации многих узлов автомобилей, эти фирмы могут удовлетворять спрос в запасных частях многих потребителей.

Посредники берут на себя роль поставщиков запасных частей для крупных потребителей. Имеется опыт предоставления автотранспортными предприятиями посредникам в аренду складских помещений, расположенных на территории АТП. В этом случае посредники обеспечивают поставку запасных частей не только

арендодателю, но и другим потребителям запасных частей.

Рис. 6.1. Схема обеспечения автомобильного парка страны запасными частями

Роль оТтовиков, магазинов и рынков достаточно очевидна. На «железных» рынках могут продаваться различные детали и узлы автомобилей, в том числе и бывшие в употреблении или восстановленные. На данный момент рынки составляют ощутимую конкуренцию всем остальным поставщикам запасных частей.

В представленной на рис. 6.1 схеме под имитаторами понимаются многочисленные фирмы и машиностроительные заводы, которые из коммерческих соображений наладили выпуск запасных частей наряду со своей основной продукцией. Имитаторами производятся сравнительно несложные в изготовлении и пользующиеся большим спросом запасные части. Поскольку их продукция практически не подлежит контролю автомобильных заводов, качество запасных частей может быть очень низким. Такая система не исключает подделок под запасные части фирм, хорошо зарекомендовавших себя на рынке запасных частей.

Следует признать, что заводы — изготовители отечественных автомобилей на данный момент не ведут серьезной борьбы за качество поступающих на рынок запасных частей. Изготовители считают, что не очень качественные, но недорогие запасные части

имеют своего покупателя и способствуют продлению срока службы выпущенных автомобилей. Хотя наличие старых машин в эксплуатации сдерживает продажу новых, в то же время это служит хорошей рекламой их долговечности. В свою очередь, проблемы, создаваемые некачественными запасными частями, подталкивают более обеспеченного потребителя покупать новые автомобили. Зарубежные производители автомобилей уже полвека назад поняли, что самым главным аргументом конкурентоспособности техники является качество обеспечения запасными частями — наличие их полной номенклатуры и максимум одни сутки на ожидание детали [8].

Комплексные АТП традиционно имеют складское хозяйство обеспечивающее своевременное обслуживание и ремонт автомо билей. Планирование и управление складскими запасами заклю чается в определении правил организации процесса пополнения хранения и расходования запаса и соответствующих численны: параметров этого процесса, подверженного влиянию многих ре ально существующих факторов.

Общее представление о процессе управления запасами можн< получить при рассмотрении простейших примеров систем попол нения и расходования запасов [19, 21].

На рис. 6.2 проиллюстрирован процесс изменения запаса н складе при равномерном расходовании запасных частей и строг регулярном их пополнении.

Как только уровень запаса снизится до величины />3 (момент t_} производят заказ в объеме д, на пополнение запаса с головног склада. В течение определенного промежутка времени i_in на СКЛЕ

1С

Рис. 6.2. Изменение запаса частей на складе при равномерном их расходовании и регулярном пополнении склада

в соответствии с заказом поступает партия поставки q„ - д₃ . При получении поставки в момент t„ объем запаса на складе будет опять максимальным.

Несмотря на то что циклы расхода и пополнения запасов в рассматриваемой схеме идентичны, на складе должен быть определенный страховой запас /^р. Среднее значение уровня запаса во времени

Рс_Р = Л™ - 0,5<7„ = P_ctp + 0,5g_n .

В реальных условиях функционирования склада равномерное расходование запасов маловероятно. При переменной интенсивности расходования запаса его пополнение может производиться по разным схемам.

На рис. 6.3 показана так называемая «двухбункерная» система пополнения запасов, когда заказ на пополнение проводят при заттас

снижении запасов до некоторого заданного значения Р 3 (условно, при расходовании одного бункера запасов). До момента поступления заказанного объема <73 запасы продолжают уменьшаться (расходование запасов производится из второго бункера).

Объем заказа по рассматриваемой схеме всегда постоянен и определяется разностью двух установленных объемов q_t = />_тах - Р_ъ . Моменты заказов являются случайными величинами, зависящими от интенсивности расходования запасов. Достоинством метода является постоянный объем поставок, позволяющий производить оптовые закупки и оптимально организовывать транспортировку запасных частей.

Следующий вариант пополнения запасов при случайном расходовании показан на рис. 6.4.

Система с постоянной периодичностью заказа характеризуется тем, что он повторяется через равные промежутки времени /_кз (год, квартал, месяц и т.д.). В момент заказа проверяют наличие запаса на складе, и размер заказа принимают равным разности между фиксированным максимальным запасом и его фактическим наличием на момент заказа.

Рассматриваемая система целесообразна при соблюдении регулярных сроков поставки и возможности заказывать запасные части в любых количествах. Эта система обычно используется там, где в одном заказе объединяются требования на поставку нескольких наименований продукции от одного поставщика. Достоинством системы является то, что учет наличия запасов на складе нужно производить не ежедневно, а лишь к моменту, когда подходит время заказа. Это значительно снижает трудоемкость складского учета.

На рис. 6.5 иллюстрируется система с периодическим контролем минимального уровня запасов.

Рис. 6.3. Изменение запаса частей на складе при его пополнении после снижения запаса до заданного уровня

ПО

Рис. 6.4. Изменение запаса частей на складе с периодическими заказами на пополнение склада

111

Рис. 6.5. Изменение запаса частей при периодическом его контроле и пополнении склада по необходимости

В этой системе запасы проверяются только в конце каждого постоянного промежутка времени /_{к 3} , но сам заказ делается лишь в том случае, если фактический уровень запаса снижается до заданного минимального уровня P_min . Размер заказа определяется как разность между максимальным и фактическим запасами в точке заказа. Таким образом, в данной системе время заказа кратно некоторой постоянной величине, а размер заказа может быть различным. Система применяется, когда в различные периоды времени интенсивность расходования запасов существенно меняется, а затраты на ежедневный контроль запасов велики.

Рассмотренные системы пополнения и расходования запасов не исчерпывают всего многообразия возможных вариантов, но, тем не менее, дают представления о схемах планирования и управления запасами.

При любой системе пополнения запасов требуют решения два основных вопроса: когда делать заказ и сколько деталей заказывать. Оптимальные размеры заказов определяются при сопоставлении издержек на содержание запасов и расходов на заказы. Расходы на заказы включают в себя затраты на контроль наличия, подготовку заказа, высылку заказа, получение товара, проверку количества и качества, раскладку по местам хранения, проверку документов, подготовку рекламаций на бракованные детали, постановку на учѐт, бухгалтерские проводки.

Известны рекомендации по определению оптимального заказа на основе формулы Вильсона [8, 19] ОРЗ = J=S v ik

где ОРЗ — оптимальный размер заказа, шт.; А — затраты на поставку единицы заказываемого продукта, руб.; 3 — потребность в J заказываемом^^одукте, шт.; /' -- затраты на хранение единицы заказываемой продукции, руб.; к — коэффициент, учитывающий скорость пополнения запасов на складе (время от момента заказа до его исполнения).

Практически на систему пополнения запасов оказывают влияние очень много факторов, которые не учитываются формулой Вильсона. Наиболее сложным в планировании и управлении запасами является прогнозирование их расходования. Исходная информация для оценки интенсивности расходования запасных частей может быть двух видов:

статистические данные о расходе запасных частей со склада за прошлые годы или данные о расходе частей с других подобных складов, обслуживающих аналогичный парк автомобилей;

сведения о надежности автомобилей (законы распределения

вероятностей наработок до предельного состояния деталей и агрегатов и т.п.), о возрастном составе автомобильного парка, об особенностях эксплуатационных условий.

Наиболее достоверный прогноз потребности запасных частей может быть произведен на основании установленных норм расходования запасных частей, которые определяются по известным показателям долговечности деталей.

6.2. Расчет средних норм расхода запасных частей

Средние нормы запасных частей, используемых для текущего ремонта автомобилей, определяются из следующих соображений.

За весь срок службы автомобиля до списания /_а его общая наработка (амортизационный пробег) д:_а при среднем годовом пробеге х_г составит х_г = x_r t₃ . Замена детали или агрегата (в общем случае — части) производится с некоторой периодичностью. Обычно части автомобиля, поступающего в эксплуатацию с завода, служат дольше, чем части, устанавливаемые на автомобиль при его текущем ремонте. Если наработка автомобиля до первой замены части в среднем равна х_х , то наработка (средний ресурс) до второй и последующих замен х₂ = г\Х\, гае r\ < \ — коэффициент, учитывающий уменьшение ресурса деталей вследствие общего старения автомобиля и несовершенства технологического процесса текущего ремонта.

Принимая значение коэффициента ц постоянным, можно определить число второй и последующих замен части делением соответствующего отрезка наработки автомобиля дг_а — Зс( на средний ресурс части х 2 (условно будем считать, что результат деления будет целым числом). Начиная счет с первой замены можно найти число запасных частей, устанавливаемых на автомобиль за весь срок его службы до списания (при списании новая часть не устанавливается)

N,= ДС _{x 2} а — JC| X a — X)

лх,

Зная JV_a , можно определить годовую потребность автомобиля в запасных частях

N_r = Wa

Если в конструкции автомобиля используется п однотипных деталей, то годовая потребность в запасных частях может быть представлена как средняя норма запасных частей, которая обычно дается не на один, а на 100 автомобилей:

_100n fx_r 1 л \ * \ 'а

где Н — средняя годовая норма запасных частей; п — число нормируемых частей на одном автомобиле; л. — коэффициент, учитывающий уменьшение ресурса частей, установленных на автомобиль при его текущем ремонте; х_г — средний годовой пробег автомобиля; х, — средний ресурс части в начальный период эксплуатации; г_а — срок службы автомобиля.

На основании полученной расчетной формулы составляют номенклатурные справочники норм расхода запасных частей по моделям автомобилей. Этой работой занимается Центральная научноисследовательская лаборатория Министерства транспорта Российской Федерации.

6.3. Расчет норм расхода запасных частей исходя из заданной вероятности отсутствия простоев

(при установившемся потоке отказов)

Расчет позволяет определить такие нормы запаса частей, которые с любой наперед заданной вероятностью гарантируют отсутствие простоев автомобиля из-за нехватки частей в течение планируемого периода. Метод расчета приемлем при любом числе автомобилей, если ресурс частей описывается экспоненциальным законом (отказы носят внезапный характер, например, разбивание лобового стекла и т.п.), а также может быть распространен на большие группы автомобилей, разнородных по наработке и сроку службы, когда ресурс описывается любым законом распределения вероятностей.

В первом и втором случаях, когда отказы нормируемых деталей происходят на разных автомобилях и не связаны друг с другом, число отказов за планируемый промежуток времени описываетсяа_к законом Пуассона Р(к) = _{—е~°, где} параметр распределения а —

А:!

114

это средний расхЯгзапасных частей за планируемый период. При запасе Н_а частей вероятность, что случайное число отказов будет меньше этого запаса, выразится суммой вероятностей а = Р(к = 0) + Р(к = 1) + Р(к = 2) + • ■ • + Р(к = Н_а ).

Используя закон Пуассона, можно записать

н„ к

Jfe=0 ^К •

Для удобства расчета перепишем формулу, перенося постоянный множитель в левую часть равенства:

Зная средний расход запасных частей и задаваясь требуемой вероятностью отсутствия простоев из-за нехватки запасных частей, подсчитывают левую часть равенства, а затем начинают считать сумму правой части последовательным перебором числа к до момента, когда значение суммы достигнет значения левой части равенства. То число к, при котором будет достигнуто равенство, и будет искомой нормой запасных частей Н„.

На основании рассмотренных формул составлены таблицы от-

LI

носительных норм р = —- запасных частей, обеспечивающих заданную вероятность отсутствия простоев из-за их нехватки [21, 36]. Рассмотрим фрагмент такой таблицы со значениями относительных норм р (табл. 6.1).

Анализируя табличные значения, можно заметить очень важную закономерность: чем больше средний расход запасных частей, тем ближе значение р к единице, т.е. при больших средних расходах незначительное превышение средних запасов гарантирует высокую вероятность отсутствия простоев из-за нехватки запасных частей. Таким образом, склады должны находиться не на

Таблица 6.1 Относительные нормы запасных частей р

115

входе в производство, а на выходе прои^Рдстна. Для гарантии отсутствия простоев АТП с небольшим парком автомобилей должно иметь запас подшипников, в несколько раз превышающий их средний расход, а на складе подшипникового завода излишних запасов иметь не надо, при незначительном превышении среднего расхода запросы всех потребителей будут удовлетворены с очень высокой гарантией.

Тем не менее рассмотренный метод расчета норм запасных частей крайне необходим при организации работы автомобилей вдали от баз, при ограничениях в поставке запасных частей (северный завоз и т.п.).

6.4. Расчет норм расхода запасных частей при неустановившемся потоке отказов

Область применения метода может быть наглядно определена следующим примером.

В планируемый год в АТП предусмотрено получение 50 новых автомобилей. Средний ресурс двигателя данной модели автомобилей х = 125 тыс. км при а_х = 25 тыс. км. Требуется запланировать потребность в капитальных ремонтах двигателей при годовом пробеге автомобилей х, = 50 тыс. км.

Если запланировать число капитальных ремонтов как среднюю

„ пх_г 50-50 _„ ~

норму, то Н = -ZT- = -------- = 20 шт. Очевидно, что такая норма не

д: 125

будет соответствовать действительности, поскольку мы имеем дело с новыми автомобилями и вероятность потребности в капитальном ремонте на протяжении 50 тыс. км будет мала.

В этом примере, когда в эксплуатацию вступают одновременно все рассматриваемые автомобили, поток отказов будет явно не установившимся.

Автомобиль представляет собой систему, работоспособность которой после отказа может многократно восстанавливаться путем замены или ремонта агрегата, узла, детали и т.п. Эксплуатация вновь поставленной части начинается с момента отказа предыдущей. Общая наработка автомобиля до отказа k-ft части является случайной величиной х₀ = х, + х₂ + ... + х_к , математическое ожидание этой величины может быть выражено суммой матема-

к

тических ожиданий средних ресурсов т_х = ^m_xi , а среднее квад- мк ратическое отклонение (дисперсия) с\ - £о/. м

116

При малых^аработках автомобилей для точного выражения ожидаемого числа отказов необходимо использовать функцию потока отказов, суммирующую не только целочисленные значения отказов, но и как бы их доли, выраженные вероятностями отказов: ад = £ед₀ .

Расчет норм запасных частей при неустановившемся потоке отказов может быть произведен фафоаналитическим методом на основе композиции распределений. Поясним применение метода на примере.

Пример. Парк автомобилей на начало планируемого периода состоит из двух групп, первая из которых (100 авт.) не имеет начального пробега, вторая (200 авт.) на начало планируемого периода имеет пробег в среднем 65 тыс. км. Планируемый годовой пробег 80 тыс. км, квартальный — 20 тыс. км.

Новые двигатели имеют средний ресурс х_н = 150 тыс. км и о_н = = 30 тыс. км, капитально отремонтированные двигатели — х _р = 105 тыс. км и о_р = 25 тыс. км.

Рассчитаем числовые характеристики композиции распределений:

Рис. 6.6. Построение ведущей функции потока отказов

117

Табл и на 6.2

Ожидаемое число капитальных ремонтов двигателей по группам автомобилей

Далее считать не имеет смысла, поскольку нас интересует интервал наработки до 80 тыс. км, на котором вероятность капитального ремонта более четырех двигателей на одном автомобиле очень мала.

Используя численные значения квантилей нормального закона для различных вероятностей F(z) в диапазоне от 0 до 1, находим соответствующие наработки х_к = za_k +x_k и строим композицию распределений (рис. 6.6).

Функцию потока отказов П(х) находим суммированием ординат всех изображенных на графике кривых вероятностей отказов для одинаковых значений наработки х Естественно, что при малых наработках кривая функции потока отказов мало отличается от кривой вероятности отказа первого двигателя.

Определив приращение функции потока отказов по мере наработки в течение квартала (для первой группы автомобилей начиная с нуля, а для второй — с 65 тыс. км), можно найти ожидаемое число капитальных ремонтов двигателей по группам автомобилей. Расчет сведен в табл. 6.2.

Проведенный расчет показывает, что из группы новых автомобилей можно ожидать только один капитальный ремонт двигателя в конце года, всего следует планировать 99 капитальных ремонтов.

6.5. Формирование оптимального склада запасных частей с минимальной стоимостью и максимальной безотказностью

Одним из условий эффективного функционирования ремонт-' ных служб АТП или СТО является наличие требуемых для ремонта автомобиля запасных частей, которые наиболее быстро могут быть получены со склада предприятия. Очевидно, что безотказность склада будет тем выше, чем больше запасных частей хранится на складе. Однако чрезмерное увеличение числа запасных частей приводит к возрастанию экономических издержек, связанных с их приобретением и хранением.

118

Число заЧКных частей, потребность в которых возникает наиболее часто, должно быть больше числа редко запрашиваемых. Целесообразно учитывать стоимость хранимых запасных частей, так как при одинаковой безотказности склада излишние запасы дорогих запасных частей менее выгодны, чем запасы дешевых.

Число забираемых со склада запасных частей за определенный промежуток времени является случайной величиной с распределением вероятностей по закону Пуассона

Р(к) = ?-е-^а , к\

где к — случайное число забираемых со склада запасных частей; а — средний расход запасных частей за планируемый период (имеется в виду деталь определенного наименования).

При наличии на складе Н, запасных частей определенного /-го наименования потребность в них будет удовлетворена при к < Н,. Вероятность а,, что склад будет безотказным по f-й запасной части, можно найти как сумму вероятностей:

При хранении на складе п видов (наименований) запасных частей безотказность склада а_с равна произведению безотказностей по каждому виду части:

я сх_с =а|а₂ ...а_л = П«<-м

Увеличение нормы хранимых на складе запасных частей приводит к увеличению безотказности склада и стоимости хранимых частей (стоимости склада). Эффективность увеличения Н, до (Н,+ 1) при стоимости рассматриваемой части С, можно оценить по отношению —- , где Да, = а(Н, + 1)-а(Н,) — прирост безотказности

при увеличении нормы запаса на одну часть.

Для удобства расчета введем величину R, = In а,. Если безотказность а, меняется в диапазоне от 0 до 1, то R, меняется в более широком диапазоне — от -°°до 0. Прирост безотказности заменим

величиной Д/?, = /?(Н, + I) - /?(Н,), так как если /?, = 1па₍ , то н«а' а к ±!А а к

Д/?, = In £ ' - In 2, ' • Преобразовав сумму вынесением за скоб- ку общих множителей, расчет можно вести по циклической программе на ЭВМ.

119

Определив значения сумм, находим относительную величину Д/?,/С, по всей номенклатуре хранимых на складе запасных частей; сравнивая получаемые значения, выбираем наибольшее, фиксируя номер (наименование) соответствующей запасной части. Увеличение нормы хранения выбранной запасной части дает наибольший прирост безотказности склада на 1 руб. затрат на приобретение запасных частей. Увеличиваем эту норму на одну запасную часть и определяем общую стоимость склада с = £с,н,.

/-I

Если стоимость склада меньше заданной по условиям расчета общей стоимости, то расчет повторяется — отыскивается номер той части, которая дает наибольший прирост безотказности склада на I руб. затрат. Если стоимость склада сравнивается с заданной обшей стоимостью, то расчет прекращается. После этого дается распечатка норм хранения всей номенклатуры запасных частей.

Вторым вариантом расчета может быть определение норм хранения запасных частей исходя из заданной общей безотказности склада при наименьшей его общей стоимости.

На рис. 6.7 приведены результаты расчета для четырех частей, средний расход которых и стоимость отличаются на порядок в соответствии с табл. 6.3.

Н.шт. 40

35-

30- 25-

20

15-

10

5-

0 5 С, тыс. руб.

Рис. 6.7. Зависимость оптимальных запасов частей с разной стоимостью и средним расходом от общей стоимости склада: Р — кривая безотказности склада в зависимости от общей стоимости хранимых запасных частей; / — требуемые запасы дорогой запасной части с большим их расходом; 2 — требуемые запасы дорогой запасной части с малым их расходом; 3 — требуемые запасы дешевой запасной части с большим их расходом; 4 — требуемые запасы дешевой запасной части с малым их расходом

120

Табл ица 6.3

Исходные данные для расчета оптимальных запасов частей

Если склад будет сформирован по среднему числу расходуемых запасных частей, то его стоимость составит С_а = 100-20 + 100-2 + + 10-20 + 10-2 = 2 420 руб. Оптимальный по безотказности склад должен иметь при той же общей стоимости другое соотношение числа запасных частей: дешевых частей с большим расходом — больше средней нормы, а дорогих — меньше средней нормы. При уменьшении общей стоимости склада разница в численности дешевых и дорогих частей становится еще больше. Для рассматриваемого примера безотказность склада приближается к единице только при стоимости склада, в два раза превышающей стоимость С„.

6.6. Методика формирования склада запасных частей станций технического обслуживания автомобилей

В рыночных условиях СТО легковых автомобилей испытывают жесткую конкуренцию, что вынуждает их принимать меры к более полному удовлетворению потребностей клиента, в первую очередь — это сокращение времени ремонта при высоком качестве работ. Значительное число операций устранения отказов автомобилей сопряжено с заменой деталей. Наличие этих деталей на СТО сокращает время выполнения ремонтов, что уменьшает число переходов клиентов к конкурентам.

При отсутствии запасной части клиент с некоторой вероятностью может покинуть СТО, что приведет к утере ее дохода, или согласиться воспользоваться услугами СТО при условии, что будет произведена экстренная доставка запасной части. Исходя из этих соображений, могут быть определены экономические потери С_оч от отсутствия запасной части:

С0„ = Ц\-а)[Р_ук С_л +(\ - Р_У4С )С,], где X — интенсивность потока требований на конкретный вид запасной части; а — вероятность наличия запасной части; Р_ук —

121

Рис. 6.8. Определение оптимальной нормы хранения запасных частей по минимуму суммарных затрат: С_оч — затраты от отсутствия запасных частей; С,_р — затраты от хранения запасных частей; С0) — обшие затраты

вероятность ухода клиента; С_д — утерянный доход от заявки (ухода клиента); С_э — затраты на экстренную доставку части.

Хранение запасных частей на СТО также требует определенных денежных затрат С_хр , обусловленных омертвлением капитала (стоимости части) и затратами на содержание склада (в расчете на конкретную часть). Если хранится Н запасных частей, то затраты на хранение частей данного наименования

С_х ..|= С_хр Н. Вероятность наличия

запасной части а зависит от нормы запаса Н и среднего расхода запасной части а, и может быть выражена из формулы Пуассона, как в подразд. 6.3:

н _a k

а = У —е~

С учетом того, что X = обшие затраты СТО от отсутствия и а, хранения запасных частей

hk\ 1ДкСд+(1-/>_у ._к )С_э ] + С_хр Н.

Оптимальную норму хранения запасных частей можно найти численным решением из условия С₀₃ -> min в соответствии с рис. 6.8.

Очевидно, что увеличение средних расходов запасных частей и затрат, связанных с экстренной доставкой части, приводит к необходимости увеличивать запасы частей, особенно, если они дешевые. При наличии сильной конкуренции со стороны других СТО и больших доходов, получаемых от ремонтных работ, число хранимых частей также следует увеличивать.

Расчеты по выведенной зависимости позволяют найти конкретное значение нормы хранения запасных частей.

6.7. Краткие сведения о складском хозяйстве

Оптимальная система складирования материальных ценностей и запасных частей для ремонта автомобилей предопределяет рациональность технологического процесса на складе. Большое значение в складском хозяйстве принадлежит виду и размеру устройства (товароносителя), на котором формируется складская грузовая единица. Такими устройствами могут быть ящики, поддоны, контейнеры, кассеты и т.д. Складской товароноситель увязывает между собой номенклатуру перерабатываемого груза, внешние и внутренние материальные потоки и все элементы системы складирования, включая подъемно-транспортные механизмы и транспорт.

Размещение технологического оборудования должно обеспечивать максимальное использование площади и высоты склада.

Выделяют следующие основные виды складирования: в штабеле блоками; полочных стеллажах; проходных (въездных) стеллажах; передвижных стеллажах; элеваторных стеллажах и т.д.

При оценке преимуществ различных видов складирования рассматриваются следующие показатели:

высокая степень используемой площади и объема; свободный доступ к товару; обеспечение контроля изменений запасов; легкость обслуживания;

возможность автоматизированного управления; выполнение принципа «груз первым пришел — первым ушел»; низкие капиталовложения и строительные затраты; низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое

обслуживание.

Оценку размеров склада запасных частей для ремонта автомобилей можно произвести по имеющимся статистическим данным [8]. По методике компании Renault объем склада, включая зоны хранения, приемки, отгрузки и не включая конторские помещения, службы подготовки тары, внешние рампы для погрузки и т.п., можно рассчитывать по удельным показателям. Для разновозрастного парка автомобилей, сформировавшеюся в течение 10 лет продажи машин, на один среднестатистический легковой автомобиль во Франции в год продается в среднем 0,1 м³ , или примерно 15 кг запасных частей. Сходные данные у Fiat по Италии — 12... 18 кг. По данным Volvo, на один тяжелый грузовик продается примерно в шесть раз больше запасных частей, чем на легковой автомобиль, т.е. можно принять для расчета объем 0,6 м\ или примерно 90 кг.

Используя эти данные, можно опрчтелить полезный объем склада и его производственную площадь, которая включает в себя кроме мест хранения запасных частей проезды, зоны приемки, упаковки и отгрузки. Практика показала, что коэффициент использования площади склада при высоте 7 м составляет 0,60, при высоте 5м — 0,48, при высоте 3,5 м — 0,36 [8]. Зная необходимый объем склада с учетом высоты, можно найти полезную площадь, разделив которую на коэффициент использования площади, можно найти площадь склада.

При использовании данных по годовому расходу запасных частей следует учитывать оборачиваемость склада, т.е. сколько за год происходит циклов полной замены хранящихся частей.

Для региональных складов в Европе, взаимодействующих с 50 дилерами, которые обслуживают 10 тыс. грузовых автомобилей и тракторов одной модели разных модификаций, оборачиваемость склада не превышает трех раз в год [8|. Для небольших дилерских складов, хранящих не всю номенклатуру, а только детали частого спроса, оборачиваемость запасов может составлять шесть раз в год и более. Очевидно, что в этом случае объем необходимого склада будет примерно во столько же раз меньше.

При технологическом проектировании АТП по отечественным методикам количество хранимых на складах запасных частей определяется в зависимости от массы автомобиля и суммарного пробега всего парка за планируемый период [25]. Площади складских помещений находят по площади пола, занимаемого стеллажами, скорректированной коэффициентами, учитывающими проходы и проезды по складу.

В настоящее время без компьютерного учета невозможно эффективное функционирование крупных складов запасных частей и материалов для ремонта автомобилей. Фирмы, торгующие машинами, запасными частями и услугами по ремонту, нуждаются в специальных программах для компьютеризации информационных потоков.

Программный комплекс должен обеспечивать выполнение финансового анализа, анализа спроса, результатов торговли в разных аспектах, а также эффективное управление запасами, автоматизированную подготовку проектов заказов на пополнение склада, автоматизированный расчет цен, статистических и аналитических данных и многие другие операции. Такой комплекс должен обеспечивать:

раздельный учет машин как товара, как объекта гарантии и

как объекта ремонта с накоплением истории обслуживания и ремонтов;

учет реализации запасных частей как товара со статистикой и

анализом расхода за ряд лет и параметрами, определяющими группу скидок, характер цен, применяемость, заменяемость и др.; учет реДГизации запасных частей по коммерческим ценам клиентам; по себестоимости — при гарантийном ремонте, предпродажной подготовке и восстановлении агрегатов для своего оборотного фонда; ниже себестоимости — при реализации неликвидов и уценке брака;

раздельный учет, статистику и анализ прихода и расхода новых запасных частей, подержанных деталей, восстановленных узлов и агрегатов;

учет передачи запасных частей и материалов на реализацию в

свои и чужие торговые точки, своим мастерским, на склады низшего уровня;

учет трудозатрат при ремонте и предпродажной подготовке машин, аналогичный любому производству, расценка услуг по ремонту;

учет и подготовку документации по рекламациям по качеству

и количеству машин и запасных частей;

учет прихода и расхода масел, других технологических жидко-

стей и материалов по разным ценам в случаях предпродажной подготовки, коммерческой реализации, гарантийных ремонтов, расходов для своего транспорта;

учет материалов, обеспечивающих деятельность фирмы или

конкретного склада; бухгалтерский учет, аккумулирующий результаты всех направ-

лений деятельности;

раздельный анализ по каждому направлению деятельности; учет обслуживаемого парка машин, статистику его изменения для планирования потребности в запасных частях, материалах, а также трудозатрат.

Для эффективного управления распределением и сбытом запасных частей требуется иметь обширную базу данных, которые могут использоваться для различных видов анализа. Приведем примеры таких данных.

Основные данные: номер детали по каталогу; наименование; единица измерения; масса; габаритные размеры; код изготовителя; материал; число на одну машину; модели машин, для которых предназначена деталь; расчетный срок службы;

какой деталью заменена (после снятия с производства); вместо какой детали введена в конструкцию; возможность восстановления после износа;

в какой комплект или сборку входит^Или не поставляется от-

дельно);

число деталей в упаковке; вид упаковки; вид тары.

Складские данные: фактическое наличие на складе; минимальный запас или точка заказа; максимальный запас; страховочный запас; срок поставки; закупочная цена; розничная цена; группа скидок; минимальное число для склада; оптимальное число для заказа; заказано у поставщика; неудовлетворенный спрос; недогружено заказчику (долг). Статистические данные: продано (получено) за период;

продано (получено) за период (в закупочных ценах, в рознич-

ных ценах);

валовой доход за период; продано (получено) в году: «текущий -1»; «текущий -2» (предыдущий год);

«текущий -10» и т.д. Аналитические данные: группа спроса; группа стоимости;

коэффициент соотношения розничной и закупочной цен; коэффициент оборачиваемости запаса; сбыт на 1 000 машин в год и т.д.

Современные системы предусматривают работу с компьютерами каждого сотрудника, а не специальных операторов. Освоение любого пакета профамм требует постоянных консультаций с его разработчиками по телефону или в непосредственных встречах. Компьютеризация требует введения в штат администратора компьютерной системы для ежедневного контроля ее работы и устранения сбоев, консультирования сотрудников, обучения новых кадров, ежевечернего копирования всей информации на специальные диски или кассеты, хранимые в несгораемых сейфах на случай поломки компьютеров или порчи информации в них.

СбытовыЯгги многих крупных компаний, занимающихся поставкой запасных частей для ремонта машин, строятся таким образом, чтобы на складах дилеров хранились одно —трехмесячные запасы деталей высокого спроса, на региональных — трехмесячные запасы деталей высокого и постоянного спроса, на зональных складах — четырехмесячные запасы деталей постоянного и нерегулярного спроса [6J. В процессе функционирования системы и накапливания в компьютере фактических данных производят корректирование состава складов по номенклатуре и количеству хранимых частей, обеспечивая повышение эффективности складов.

Для уменьшения рисков образования неликвидов на складах ежегодно должна проводиться активация запасов. По результатам анализа спросов деталей изменяют их размещение в складе по принципу «чаще спрос — ближе к зоне выдачи». Задача такого анализа — разгрузка склада от деталей редкого спроса, перемещение на их место деталей высокого спроса и упорядочение размещения для облегчения доступа.

Если нет готовой компьютерной программы для такого анализа, то нужно просто сделать выборки деталей, расход (продажа) которых составил менее 300 шт. в год, 300 — 1 000 шт. в год и более 1 000 шт. в год. По таким выборкам принимаются решения. Например, если деталь продана за год числом менее 300 шт., то ее можно хранить на дальнем стеллаже или не в теплом, а холодном складе.

Для сокращения складских расходов полностью избавляются от выявленных при анализе «мертвых» неликвидных запасов, а бездействующие запасы переводят на более дешевую форму хранения; удешевляют контроль по всем малоценным деталям; группируют оставшиеся на складе детали в соответствии с результатами анализа спроса для обеспечения надлежащего контроля за движением запасных частей.

Ликвидация «мертвых» запасов производится после тщательного анализа причин их возникновения. Обычно к таким запасам относят детали, не имеющие спроса более трех лет. Для реализации неликвидных запасов производят их уценку, дают рекламу о распродаже, связываются с поставщиком этих деталей и выясняют возможность их возврата. При отсутствии возможности реализации таких деталей их сдают в металлолом.

Детали, по которым не было движения в течение года (за исключением деталей для новых, только введенных на рынок моделей машин), снимают со стеллажей и укладывают в ящики, на которые крепят упаковочные листы. Ящики держат в таком месте,

После очищения складов от бездействующих и «мертвых» запасов, руководство складского хозяйства принимает меры для предупреждения возможностей аккумуляции подобных запасов в будущем.

Удешевление контроля помогает сократить расходы но содержанию запасов. Тщательный учет каждой находящейся на складе детали слишком дорог. Экономичное управление запасами предполагает, что нужно меньше контролировать дешевые детали и сосредоточивать все внимание на наиболее дорогостоящих деталях. На долю дешевых деталей приходится большая часть проводок в документации контроля запасов, в то время как в товарообороте и стоимости запасов они составляют очень малую долю.

Если практикуется годовая инвентаризация физических запасов, то основное внимание уделяют деталям групп, на которые приходится наибольшая доля суммарной стоимости запасов. Что касается группы малоценных деталей, то принимают на веру данные карточек учета этих запасов.

На многих складах применяются простые и дешевые способы контроля. Используют принцип оптимального размера заказа, устанавливают, что детали малой стоимости нужно заказывать менее часто, но в больших количествах. Для этих деталей применяют упрощенную систему визуального контроля запасов. При этой системе запасы каждой детали делят на три части (группы) и размещают в одной ячейке. Каждая группа («бункер») отделяется друг от друга с помощью специальных щитков или помещается в пластиковые мешки либо коробки. Каждая группа имеет цветовую кодировку: красный цвет означает минимальный запас, желтый — уровень заказа, зеленый — наличие сверх уровня заказа. На ячейке закреплена карточка, содержащая следующую информацию: код детали, ее адрес, наименование, категорию запаса и сведения об установленных для детали уровнях запаса. Для пополнения запаса не требуется никаких действий до тех пор, пока детали выбираются из «зеленого бункера». Как только детали начинают забирать из «желтого бункера», кладовщик берет из ячейки карточку и передает ее работнику, осуществляющему заказы на пополнение запасов. После этого карточка с отметкой о дате сделанного заказа возвращается на место. Как только детали начинают забирать из «красного бункера», принимаются меры для срочного пополнения запасов.

На некоторых складах используют систему кодирования цветом времени поступления запасов. Для каждого года хранения и квартала устанавливается определенный цвет (две соответствующие метки). Нанесение этих меток не занимает много времени, зато позволяет быстро установить срок хранения запасов. При такой системе наиболее долго хранящиеся запасы используют в первую очередь; кроме того, с течением времени метки позволяют

12R

выявить запасы; по которым нет движения. Это особенно важно для эксплуатационных материалов (шпаклевка, герметик и т.п.) и деталей небольшой стоимости, по которым не проводится контроль запасов.

Небольшие склады применяют простую систему пополнения запасов, известную как «система авансирования» или «пополнение количества за количество». При этой системе в каждой ячейке склада имеется пачка талонов, состоящая из двух одинаковых частей. При упаковке деталей по заявке заказчика берут один талон и в обеих его частях проставляют отпущенное количество деталей. Затем одну часть талона прикрепляют к документу на отпуск деталей и передают в бухгалтерию, а вторую часть направляют на головной склад, информируя о расходе запасов. На основании таких талонов головной склад формирует очередную партию запасных частей и отправляет ее на периферийный склад.

Контрольные вопросы

1. Назовите участников российского рынка запасных частей.

2. В чем различие графиков расходования и пополнения запасов системы с постоянной периодичностью заказа и системы с периодическим контролем уровня запасов?

3. Что нужно знать для расчета средней годовой нормы расхода запасных частей?

4. Можно ли рассчитать норму расхода запасных частей, гарантирующих отсутствие простоев из-за нехватки запасных частей с заданной вероятностью?

5. Почему, имея средний запас частей, крупное предприятие страдает от их нехватки реже, чем мелкое?

6. Почему средние нормы расхода запасных частей неприемлемы для новых автомобилей? Какой метод расчета запасных частей в этом случае может пригодиться?

7. Как может быть сформирован оптимальный склад запасных частей С минимальной стоимостью и максимальной безотказностью склада?

8. На основании чего могут быть определены оптимальные нормы запасных частей, хранимых на СТО?

ГЛАВА 8

ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ

ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

8.1. Общие принципы разработки режимов технического обслуживания автомобилей

Существуют два способа обеспечения работоспособности автомобилей в процессе их эксплуатации:

восстановление работоспособности после наступления отказа —

текущий ремонт (ТР); поддержание работоспособности путем планово-предупреди-

тельных воздействий — техническое обслуживание.

К техническому обслуживанию относят также уборочно-моечные работы по поддержанию внешнего вида и комфорта автомобилей.

особенностей и условий работы_{механизмов и материалов} Анализ конструктивных и неисправностей, возникающихпри работе автомобиля^{Анализ отказов}

Классификация объектов Классификация воздействия видов воздействия

Выбор типичных объектов и видов воздействий

содержание   ..  2126  2127  2128   ..