Современные технологии. Системный анализ. Моделирование

Применение цифрового двойника предприятия для оценки производственных показателей транспортной организации

2024-11-30T19:32:14+00:00

Массовая эксплуатация любых видов транспортных средств требует существенных капитальных вложений и финансовых затрат на обслуживание и ремонт эксплуатируемой техники. Для получения оптимальных производственных показателей транспортной организации необходимо осуществлять управление производственными фондами и задействованными в работе с ними специалистами. В настоящее время решение подобных задач происходит интуитивно, на основании предшествующего опыта руководителей, поэтому весьма актуален вопрос реализации научного подхода к управлению транспортными предприятиями. В данной статье представлены результаты поиска варианта оптимальной загрузки группы обслуживания и ремонта транспортной организации. В качестве инструмента для разрешения этой и других управленческих проблем транспортной организации предлагается цифровой двойник предприятия. Анализ предметной области показал, что на данный момент получение подобных результатов какими-либо другими методами исследования, кроме этого, не представляется возможным. Исходными данными для построения цифрового двойника являются результаты испытаний изделий на надежность и хронометраж выполнения работ. Применение указанного метода позволило провести ряд исследований производственных показателей гипотетической транспортной организации, в частности был осуществлен поиск варианта оптимальной загрузки группы обслуживания и ремонта. Однако на этом возможности цифрового двойника предприятия далеко не исчерпаны. Модель при вводе соответствующих исходных данных позволяет решать целый ряд производственных задач, далеко выходящих за рамки этой работы. Представленный цифровой двойник предприятия может использоваться не только на производстве, но и при изучении некоторых технических дисциплин бакалавриата, специалитета и магистратуры, например, таких как «Надежность в технике», «Техническая диагностика», «Организация перевозок и управление на транспорте» (железнодорожный транспорт). Кроме того, имеется возможность применять его в качестве тренажера для обучения и переподготовки руководящих кадров.

Оценка точности графического метода кинематического анализа с использованием анимационного моделирования в CAD-системе «Компас»

2024-11-25T05:44:28+00:00

Известны три основных метода кинематического анализа механизмов: аналитический, графоаналитический (метод планов) и графический (метод кинематических диаграмм). Наиболее точным считается первый, менее точным – второй, самым неточным – третий. Именно поэтому при исследовании механизмов графический метод применяется реже всего. Высокая погрешность метода вызвана прежде всего низкой точностью построения графиков, которая обусловлена обычно вычерчиванием графиков вручную. Однако в современных условиях при использовании конструкторских систем автоматизированного проектирования точность метода может быть повышена. В статье сделана попытка оценки точности графического метода на примере анализа кинематики двух плоских рычажных механизмов. Исследование механизмов проводилось с построением их упрощенных параметризованных кинематических схем в среде CAD-системы «Компас» и с приведением в движение (анимацией) упрощенных параметризованных кинематических схем с помощью специального программного продукта – CAD-Animator’a. В результате получили координаты точек движущихся звеньев, затем рассчитали скорости и ускорения звеньев. Эти же параметры (координаты, скорости и ускорения) были получены с помощью аналитического метода. После чего проводилось сравнение параметров, найденных графическим и аналитическим методами. Выяснилось, что в большинстве случаев графический метод дает вполне удовлетворительную точность, однако в некоторых вариантах ошибка определения параметров была значительной – около 50 %. В связи с этим даны отдельные рекомендации, например, уменьшение шага движения начального звена.

Вибродиагностика насосного оборудования тепловых электростанций

2024-12-28T11:07:35+00:00

В настоящей статье приведены результаты исследований в области комплексного анализа параметров вибрации, генерируемой при работе промышленных центробежных насосов, эксплуатируемых в условиях предприятий тепловых электростанций. Создан научный задел для разработки диагностических критериев оценки и прогнозирования процессов изменения технического состояния указанного насосного оборудования, использование которых на практике позволит оптимизировать процедуры диагностики и анализа вибрации и усовершенствовать действующую на предприятиях систему ремонтов. Особое внимание уделено изучению причин повышенной вибрации, таких как дисбаланс, износ подшипников, кавитация и др. Приведены результаты измерения вибрации на насосных агрегатах с использованием современной аппаратуры, рассмотрены способы диагностики развивающихся дефектов. В рамках настоящего исследования применялись итоги комплексного диагностического подхода к оценке вибрации, включая спектральный анализ в расширенном частотном и динамическом диапазоне, анализ огибающей исходного сигнала виброускорения. Полученные научные заключения подтверждают эффективность предложенного набора диагностических методов для анализа параметров вибрации насосных установок и создания критериев оценки и прогнозирования, а также свидетельствуют о возможности использования данных диагностических критериев для осуществления контроля за состоянием промышленных насосов и краткосрочного прогнозирования процессов их технической деградации с использованием адаптивных математических моделей. Исследование выявленных вибродиагностических дефектов позволяет определить и сконфигурировать автоматические стационарные средства технической диагностики, способствующие переходу от системы планово-предупредительного обслуживания к обслуживанию по фактическому состоянию, которое является современным решением, соответствующим концепции «Индустрия 4.0», когда сложное технологическое оборудование объединяется в одну информационную сеть с возможностью передачи данных о своем техническом состоянии.

Методика построения профилограмм тормозных колодок пассажирского подвижного состава с различными видами дефектов и степенью износа

2024-11-11T03:50:50+00:00

В статье рассматривается методика построения профилограмм тормозных колодок пассажирского подвижного состава с различными видами дефектов и степенью износа, которая в будущем может сыграть важную роль в снижении износа тормозной колодки пассажирского подвижного состава, что будет способствовать повышению безопасности транспортных средств и принесет определенный экономический эффект. С помощью 3D-сканера RangeVision Spectrum отсканированы тормозные колодки пассажирского подвижного состава с различными видами дефектов и степенью износа. На заключительном этапе в системе автоматизированного проектирования «Компас-3D» были построены профилограммы в виде двухмерных изображений, что позволило определить точную форму и размеры колодки в данном сечении. Анализ профилограмм показал, что различные типы дефектов влияют на износ по-разному. Это требует разработки специальных методов мониторинга износа и оптимизации параметров работы тормозной системы. Однако для получения наиболее точных результатов в исследовании необходимо применять комплексный подход, включающий как теоретический анализ существующих моделей тормозных колодок, так и разработку новых, более точных методов оценки их состояния, что может привести к созданию интеллектуальных систем мониторинга износа тормозных колодок в реальном времени и оптимизации параметров работы тормозной системы в целом. Внедрение современных методов оценки состояния тормозных колодок поможет уменьшить затраты на их закупку и утилизацию, а также приведет к сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу. Результаты исследования будут полезны при разработке новых стандартов и регламентов по эксплуатации и обслуживанию тормозных систем подвижного состава.

Перспективы использования цифровой модели железнодорожного пути в рамках планирования и организации работ

2024-11-27T02:28:10+00:00

Цифровая модель – это инструмент, который отображает виртуальный набор информации о реальных объектах или их комплексе. Применение этой модели охватывает широкий круг задач, в том числе в транспортной отрасли, в частности на железнодорожном транспорте. Статья содержит рекомендации, разработанные на данных, полученных с помощью аэрофотосъемки с использованием беспилотных летательных аппаратов и специализированных программных комплексов. Эти сведения позволяют создать концепцию по внедрению цифровой модели в структурные подразделения ОАО «РЖД». В частности, определены методы и источники обновления базы данных, а также учтены изменения, актуализирующие состояние объектов инфраструктуры. Основными преимуществами использования цифровой модели являются возможности наглядного и интуитивного представления информации, что существенно облегчает выбор рационального решения специалистом. Такая модель позволяет не только визуализировать текущие состояния объектов, но и разрабатывать и тестировать различные сценарии оперативного вмешательства или предупреждения. Это помогает оптимизировать процесс работы, минимизировать вероятность возникновения проблем и повышать общую эффективность производственной деятельности. Рассмотрение конкретных примеров применения цифровых моделей в железнодорожной отрасли показывает, что они могут значительно улучшить качество и оперативность принятия решений. На определенном участке пути был проведен анализ данных, полученных с цифровой модели. По его результатам можно говорить о высокой эффективности этого инструмента. По итогам исследования были представлены сведения, которые имеют практическое значение и могут быть использованы для дальнейшего развития цифровых моделей в различных областях железнодорожного транспорта. Кроме того, цифровая модель открывает новые горизонты для улучшения процесса управления инфраструктурой, а выходные данные позволяют судить о ее пригодности для дальнейшей обработки и прогнозирования изменений. Системы мониторинга, основанные на цифровых моделях, могут стать важным инструментом для поддержания высокого уровня безопасности на железной дороге, а также для повышения эффективности логистических и управленческих процессов. В заключении подчеркивается, что инновационные подходы, в том числе применение цифровых моделей и беспилотных летательных аппаратов, играют ключевую роль в цифровизации железнодорожной отрасли. Исследования и разработки в этом направлении продолжают доказывать свою значимость и перспективность, создавая предпосылки для улучшения транспортных систем.

Структурные особенности отрасли транспортно-логистических услуг с выделением сегментов, потребителей, конкурентов в кластере грузовых перевозок, экспедиторских и складских услуг

2024-12-05T03:35:33+00:00

В настоящее время в условиях существенных ограничений транспортировки грузов перед холдингом ОАО «РЖД» с целью выполнения государственного заказа ставится ряд государственных и социальных задач. Стратегическим приоритетом транспортно-логистического бизнес-холдинга «РЖД» является совершенствование 3PL–4PL-услуг, развитие сквозных транспортно-логистических услуг «от двери до двери», предоставление экономически обоснованных продуктов транспортно-логистического бизнеса в формате «единого окна», интеграция глобальных цепей поставок, создание IT-плацдарма и компетенций для подготовки к выходу продуктов в спектр 5PL-услуг. В бизнес-единицах холдинга «РЖД» планируется развитие интегрированных сервисов для согласованного взаимодействия с клиентами и контрагентами. Применение интегрированных решений для управления транспортной и складской логистикой является одним из основных элементов логистического аутсорсинга. К 2030 г. целевой портфель услуг ОАО «РЖД» будет включать комплексные услуги по управлению внутренней и внешней логистикой предприятий (3PL), а также по управлению цепочкой поставок в рамках услуг 4PL, услуги для промышленных предприятий с организацией доставки грузов на первой и последней миле. В статье авторами выполнен анализ транспортно-логистических услуг в сегменте потребителей и конкурентов, выявлены сильные и слабые стороны, составлена схема логистического аутсорсинга (схема рынка) 1PL, 2PL, 3PL, 4PL. В России уровень развития сегмента 3PL-услуг потенциально может стать наиболее быстрорастущим в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Повышение прозрачности и надежности перевозок, усиление контроля за сторонними транспортно-логистическими компаниями позволят увеличить долю сегмента 3PL-услуг. Таким образом, в целом в отрасли транспортно-логистических услуг необходимы существенные структурные изменения в части повышения качества регуляторной среды, финансирования инфраструктуры, особенно в железнодорожном сегменте (в основном инфраструктура финансируется лишь со стороны государства, в то время как у частных инвесторов наблюдается слабая заинтересованность в соответствующих проектах), внедрения новых решений и технологий, что подтверждается тем, что большая часть ценности рынка формируется не за счет комплексных логистических решений, а грузоперевозками одним видом транспорта.

Оптимизация режимов работы системы тягового электроснабжения на участке обхода тоннеля

2024-12-02T10:12:58+00:00

В перспективе на 2030 г. планируется существенное увеличение грузооборота по Восточному полигону и, в частности, по Байкало-Амурской магистрали. Поскольку эта дорога имеет достаточно сложный профиль пути с подъемами, достигающими 16–17 ‰, и множеством тоннелей в горных массивах между станциями, на отдельных ее участках возникает проблема ограничения пропускной способности системы тягового электроснабжения при пропуске тяжеловесных поездов. Для организации бесперебойного движения поездов по участкам данной дороги в случае вывода в ремонт имеющихся, особенно протяженных, тоннелей, а также с учетом роста количества и масс поездов в будущем, актуальной задачей является осуществление мер по оптимизации режимов работы системы тягового электроснабжения подобных участков. В статье методом имитационного моделирования с применением программно-вычислительного комплекса «Кортэс» выполнена оценка предлагаемых мер усовершенствования системы тягового электроснабжения участка обхода СМ-тоннеля – одного из наиболее протяженных в России. Сравнительный анализ рассмотренных мероприятий позволил предложить к реализации комплекс средств усиления: устройство продольной компенсации реактивной мощности на двух концевых тяговых подстанциях, питающих тяговую сеть участка обхода тоннеля, и увеличение сечения отсасывающего провода на тяговой подстанции, расположенной на участке с наибольшим подъемом вдоль всего обхода. Эти изменения позволят поднять напряжение в контактной сети до минимально допустимого и избежать перегрева отсасывающего провода и в совокупности позволят решить поставленную задачу по обеспечению перспективной пропускной способности исследуемого участка.

Сопоставительный анализ показателей травматизма на автодорогах Иркутской области в 2022–2023 гг.

2024-12-21T07:39:50+00:00

В статье сопоставлены значения транспортного и социального рисков для России, Иркутской области и Красноярского края, показывающие, что запланированного снижения социального риска (четыре смертельных исхода в дорожно-транспортных происшествиях на 100 тыс. населения) достичь вряд ли удастся. Наблюдалось снижение социального риска по России в целом и в Красноярском крае соответственно в 1,21 и 1,15 раза относительно 2018 г. Приведены показатели автодорожного травматизма для рассматриваемых регионов, демонстрирующие его рост. Выполнен детальный анализ статистики показателей травматизма на дорогах Иркутской области, установлены его причины. В общем объеме дорожно-транспортных происшествий 87,93 % составляют случаи, произошедшие из-за нарушения правил дорожного движения водителями, в которых смертность достигла 87,67 %, доля получивших ранения – 91,05 %. В первую очередь страдают водители транспортных средств (ранено 42,5 %, погибло 38,1 %), во вторую – пассажиры (ранено 32,0 %, погибло 40,4 %), в третью – пешеходы (ранено 19,5 %, погибло 19,5 %). По пятницам и в выходные дни показатели дорожно-транспортных происшествий имеют наибольшие значения, что, скорее всего, связано с ростом интенсивности автодорожного движения за счет поездок горожан на природу, дачу, в гости. Крайне травмоопасным являлся период времени с 16.00 до 20.00 ч. Самый травмоопасный месяц года – октябрь (максимальная численность дорожно-транспортных происшествий, погибших, травмируемых, наибольшая тяжесть последствий – 10,40 %).

Перспективы развития инфраструктурного комплекса Монголии с учетом прироста грузопотока

2024-12-25T03:30:21+00:00

В рамках научной статьи дана оценка текущего состояния объектов инфраструктурного комплекса железных дорог Монголии и определены ключевые направления их перспективного развития в соответствии с приростом внутреннего и транзитного грузопотоков. Проведен анализ величины прогнозных значений грузопотоков до 2030 г. с учетом создания сети новых железнодорожных линий, намечены направления в границах представленной технической политики АО «Улан-Баторская железная дорога», основной задачей которых станет беспрепятственный пропуск плановых объемов поездопотоков, исключающий возникновение случаев риска в соответствии с параметрами развития горнодобывающих регионов страны. Рассмотрены этапы сооружения и ввода в эксплуатацию новых объектов инфраструктурного комплекса железных дорог, необходимых для экспорта горнодобывающей продукции в Китай и на третьи рынки через морские порты Дальнего Востока России, Транссибирскую и Байкало-Амурскую магистрали. Изучены перспективы развития железных дорог России и Китая, проанализированы существующее их состояние и плановые мероприятия по сооружению стратегических высокоскоростных железнодорожных линий и высокоскоростных железных дорог общего пользования. По нашему мнению, Монголия может стать крупнейшим логистическим центром, связывающим Европу и Азию, поскольку появится возможность соединить маршруты железнодорожного транспорта в единую систему. Расширенная железнодорожная сеть обеспечит выход на рынки России, Китая и Европы. Монголия, Россия и Китай будут играть ключевую роль в железнодорожной сети Юго-Восточной Азии с точки зрения географии.