Модель оценки качества эксплуатации систем железнодорожной автоматики на этапе производственного планирования

В рамках реализации Указа Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» и, в частности, для решения задачи по обеспечению ускоренного внедрения цифровых технологий в экономике и социальной сфере, Правительством Российской Федерации сформирована национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации». В ОАО «Российские железные дороги» в целях реализации указанной программы разработана дорожная карта цифровизации отрасли, направленная на существенный рост эффективности работы всех структурных подразделений, в том числе хозяйства автоматики и телемеханики. В условиях ограниченности финансовых, материальных и трудовых ресурсов при существенном износе объектов транспортной инфраструктуры представляется особенно важным применение современных информационных систем управления надежностью, безопасностью, рисками и ресурсами, которые агрегируют большое количество различных данных и предоставляют совершенно новые возможности в области статистического анализа данных и имитационного моделирования. Таким образом, при наличии недоступных ранее способов автоматизированного сбора [4] и анализа больших объемов разной статистической информации необходимо совершенствование методов планирования и управления производственными процессами эксплуатации транспортной инфраструктуры на основе риск-менеджмента.

В данной работе представлены модель производственного процесса технической эксплуатации систем железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) и разработанная на ее основе методика, позволяющая выявлять скрытые взаимосвязи и количественно оценивать влияние обеспеченности производственного процесса различными ресурсами на показатели готовности систем ЖАТ в границах производственной деятельности структурного подразделения. Известно, что недостаточная обеспеченность работ ресурсами может приводить к эквивалентному изменению их выполненного объема. Так, дефицит ресурсов снижает качество технической эксплуатации систем ЖАТ вплоть до невозможности ее осуществления, а снижение качества технической эксплуатации, в свою очередь, отражается на техническом состоянии систем ЖАТ и их готовности. Таким образом, основная задача методики заключается в сравнении фактического объема работ в структурном подразделении при заданной обеспеченности ресурсами с нормативным (расчетным) объемом и оценке влияния этого соотношения на коэффициент готовности систем ЖАТ [1].

Производственный процесс технической эксплуатации объектов железнодорожной автоматики и телемеханики имеет ряд особенностей. Все работы, связанные с техническим обслуживанием и ремонтом, подразделяют на основные и дополнительные. Основные работы – это регламентные работы по техническому обслуживанию в соответствии с установленными нормативами, объем которых детерминирован и легко может быть определен в соответствии с действующими инструкциями. Дополнительные работы – это работы, точный объем которых заранее неизвестен, вызывает сложности в оценке и потому в настоящее время учитывается, как правило, не в полном объеме с помощью эмпирических коэффициентов, но составляет при этом до 35% суммарного объема всех работ. В свою очередь, дополнительные работы целесообразно подразделять на случайные и нерегламентированные. К случайным работам относятся работы по устранению отказов и различных отклонений в функционировании систем ЖАТ, требующие немедленной реализации. Нерегламентированные работы – это работы, потребность в которых возникает в случайные моменты времени, но имеется возможность переноса начала их выполнения при оперативном планировании производственного процесса.

Для построения модели производственного процесса технической эксплуатации систем ЖАТ производится его декомпозиция на отдельные рабочие операции в соответствии с планом-графиком работ на различные периоды времени (год, квартал, месяц). Каждая рабочая операция описывается с учетом времени ее реализации в зависимости от предоставленных ресурсов: материальных, транспортно-логистических и трудовых. Так как недостаток ресурсов вызывает непроизводительные потери времени, то время выполнения каждой -ой рабочей операции предлагается описывать как сумму затрат времени в случае ее обеспеченности всеми ресурсами  и дополнительного времени непроизводительных потерь  из-за того, что рабочая операция обеспечена ресурсами в объеме, меньшем нормативного.

Для каждой  -ой рабочей операции рассчитываются показатели качества ее выполнения:

– математическое ожидание времени выполнения при обеспеченности ресурсами  и среднее значение непроизводительных потерь времени  при неполной обеспеченности ресурсами;

– дисперсия времени при обеспеченности ресурсами   и дисперсия непроизводительных потерь времени  при неполной обеспеченности.

При расчете показателей и  можно использовать статистические оценки: среднее арифметическое и выборочную дисперсию времени выполнения соответствующей рабочей операции, рассчитанные по ее реализациям при обеспеченности ресурсами в полном объеме.

Непроизводительные потери времени для каждой рабочей операции из-за неполной обеспеченности ресурсами целесообразно определять с помощью модели множественной линейной регрессии.

Для получения на основе временных характеристик отдельных рабочих операций результирующего времени выполнения процесса технической эксплуатации систем ЖАТ в целом  используется обобщенный структурный метод. Для этого процесс представляется в виде функциональной сети, где каждой работе ставится в соответствие типовая функциональная единица [3, с. 156].

В качестве времени выполнения заданного объема работ предлагается использовать модовое значение времени в треугольном распределении [2, с. 73], которое определяется по формуле:

      (1)

где  – максимальное и минимальное время выполнения процесса соответственно, вычисляемые на основе его математического ожидания и дисперсии.

Тогда расчетное значение коэффициента готовности систем ЖАТ по отказам 1-ой и 2-ой категории находится по формуле:

     (2)

где  – суммарное время устранения отказов 1-ой и 2-ой категории системы ЖАТ за период наблюдения ;

 – расчетное время выполнения основного процесса технического обслуживания и ремонта.

Итак, в работе предложена модель оценки коэффициента готовности технических средств ЖАТ в зависимости от обеспеченности производственного процесса технического обслуживания и ремонта необходимыми трудовыми и иными ресурсами и наличия объемов работ, возникновение которых носит случайный или нерегламентированный характер. Разработанная методика и построенная модель в дальнейшем могут быть использованы для управления ресурсами с применением риск-менеджмента.

1. Анализ производственных процессов технической эксплуатации систем железнодорожной автоматики и телемеханики с помощью функциональных сетей / А.С. Веселова, А.В. Горелик, А.В. Орлов [и др.]; РУТ (МИИТ). М., 2017. 34 с. Деп. в ВИНИТИ 17.11.2017, № 139-В2017.
2. Дружинин Г.В., Сергеева И.В. Качество информации. М.: Радио и связь, 1990. 172 с.
3. Информационно-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирование, испытания: Справочник / А.И. Губинский, А.Н. Адаменко, А.Т. Ашеров [и др.]; под общ. ред. А.И. Губинского и В.Г. Евграфова. М.: Машинстроение, 1993. 528 с.
4. Принципы сбора и обработки данных для расчета эффективности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики / А.С. Веселова, А.В. Горелик, А.В. Орлов [и др.]; РУТ (МИИТ). М., 2016. 60 с. Деп. в ВИНИТИ 12.12.16, № 165-В2016.