Автоматизированное планирование и координация работы комплексов строительных машин в условиях изменяющейся производственной среды

Аннотация

Календарные планы механизированных земляных работ строятся на детерминированных элементных сметных нормах, тогда как состав работоспособных машин, доступность захваток и время оборота транспорта меняются в пределах смены. Расхождение между нормативной моделью и изменчивостью производственной среды порождает организационные потери, величина которых до настоящего времени не получала количественной оценки, разделяющей вклад плановой и оперативной составляющих. Цель работы – измерить долю потерь производительности комплекта строительных машин, обусловленную интервалом между пересчётами распределения ресурсов, и установить, какие источники возмущений определяют её величину. Расчёт выполнен методом имитационного моделирования Монте-Карло на авторской модели комплекта из двух экскаваторов с ковшом 1,25 м³ и девяти автомобилей-самосвалов при объёме выемки 68 430 м³; сопоставлены декадное, сменно-суточное и двухчасовое перепланирование, вклад отдельных возмущений выделен методом последовательного отключения. Сокращение интервала перепланирования с декады до двух часов уменьшает среднюю продолжительность разработки выемки с 60,77 до 55,61 смены, повышает коэффициент использования ведущих машин по времени с 0,702 до 0,767 и сокращает среднее квадратическое отклонение продолжительности с 4,85 до 1,62 смены. Организационный простой ведущей машины снижается с 1,89 до 1,37 ч на смену при неизменной доле ремонтных простоев около 4%. Изменчивость транспортного цикла объясняет 19,8% расхождения, отказы машин и потеря фронта работ – свыше четырёх пятых. Полученный выигрыш во времени совпадает с выигрышем от добавления десятой транспортной единицы при декадном плане с точностью до 0,2%, что показывает количественную взаимозаменяемость организационной координации и физического доукомплектования парка. Период между поступлением данных о состоянии комплекта и пересчётом распределения ресурсов выступает самостоятельным источником потерь, отделимым от технического состояния машин и от точности сметных норм.