Учёные кафедры наземных транспортно-технологических машин СПбГАСУ не одно десятилетие занимаются вопросами влияния надёжности на эффективность эксплуатации строительной техники. В 2024 г. по результатам научно-исследовательских работ в рамках конкурса грантов на выполнение научно-исследовательских работ научно-педагогическими работниками СПбГАСУ были разработаны отдельные положения методологии построения системы надёжностно-ориентированной эксплуатации строительных транспортно-технологических машин в условиях Арктики. В состав авторского коллектива от кафедры НТТМ вошли декан автомобильно-дорожного факультета Андрей Зазыкин и профессор Сергей Репин.
Арктическая зона России отличается суровыми условиями для работы машин, что способствует более частным серьёзным отказам (поломкам), чем при эксплуатации в зонах умеренного климата. Наиболее сильно эффективность техники снижают внезапные отказы, случающиеся в процессе выполнения машинами производственного задания и описываемые в теории надёжности машин вероятностью безотказной работы. В рамках исследования методов снижения негативного влияния внезапных отказов разработана математическая модель механизма влияния внезапных отказов на эффективность строительных транспортно-технологических машин.
На рисунке показана разработанная авторами диаграмма, вскрывающая механизм влияния внезапного отказа на эффективность работы машины.
На основании расчёта по разработанной математической модели установлено, что один внезапный отказ, произошедший за месяц, может снизить эффективность работы экскаватора до 20% за этот месяц. Также рассчитано допустимое количество внезапных отказов, при котором сохранится уровень надёжности машин, обеспечивающий их эффективность.
Выполненная работа является вкладом в развитие теории надёжности машин, а именно в такой её раздел, как надёжностно-ориентированная эксплуатация.
Модель влияния внезапных отказов на эффективность машины: В0, Z0, П0 – выручка, затраты и прибыль в случае использования безотказной системы; В1, Z1, П1 – выручка, затраты и прибыль в случае возникновения одного внезапного отказа за расчётный период; Т1 – момент возникновения внезапного отказа; ТНР – время простоя машины в неплановом ремонте (включает также время ожидания ремонта); ∆В и ∆Zпер – потери выручки и снижение переменных затрат вследствие простоя в НР; ZНР – затраты на проведение НР; Упр – сопряжённый экономический ущерб от простоя в одном НР; Б0 и Б1 – точки безубыточности в случае отсутствия отказов и в случае возникновения одного внезапного отказа за расчётный период; ТБ0 и ТБ1 – соответствующие точкам Б0 и Б1 пороговые наработки