4.8. Економічний аспект надій

Оцінка здобутого (фактичного) рівня надійності і необхідність його підвищення, а. також доцільність експлуатації машини при досягненні граничного стану повинна вирішуватися, в першу чергу, з, економічних позицій.

Економіка є основним критерієм для вирішення більшості практичних питань експлуатаційної надійності. Це — тому, що сучасний рівень розвитку техніки дозволяє досягнути практично будь-яких показників надійності, і вся справа полягає у витратах на досягнення поставленої мети.

Ці витрати можуть бути такими, що підвищення надійності машини може не окупитися, тобто результати можуть бути сумними.

Порівняння різних варіантів досягнення необхідного рівня експлуатаційноїнадійності повинно базуватися на умовах отримання найбільшого сумарного економічного ефекту з урахуванням виробництва і експлуатації машини. І повинен бути позитивний ефект, котрий можливо отримати при використанні машини за призначенням.

В загальному випадку, зміна в часі сумарного економічного ефекту при експлуатації машини складається під впливом двох основних факторів (рис. 4.9).

• З одного боку, необхідно враховувати витрати на виробництвоВ_В(включаючи

витрати на проектування, виробництво, випробування, налагодження і транспортування до місця її експлуатації), а також витрати на експлуатацію (ТО, діагностування, ремонт, ПММ, запчастини, заробітну платню тощо) —В_е.

• 3 іншого боку, робота машини дасть позитивний економічний ефект (прибуток —В_р (t)) при використанні її за призначенням (кошти від розробленого фунту екскаватором, наприклад).

Рис. 4.9. Зміна економічної ефективності роботи машини в часі

Але витрати на експлуатацію в функції часу В_е мають тенденцію до підвищення, тому що старіння і зношення окремих елементів машини призводить до необхідності збільшення затрат для відновлення працездатності.

Зміна величиниВ_р(t) в часі має тенденцію до зменшення інтенсивності росту за рахунок більш частих простоїв у ТО і ремонті і зниження продуктивності через зниження потужності двигуна та зношення інших елементів машини.

Крива сумарної ефективності

В(t) = В_в+В_e(t) + В_р(t) (4.11)

має максимум і два рази має переріз вісі абсцисі.

В період, при якомуВ_в + В_е(t) = В_р(t) (АС =AD) буде терміном окупності (t=t_ок). Коли машина при експлуатації відшкодувала витрати, котрі були вкладені на виробництво і експлуатацію (за цей період), при подальшій експлуатації вона буде приносити прибуток.

Приt =Т_гр знову виявляється, щоВ_в + В_е(t) = В_р(t) (ВF = ВЕ), деТ_гр — граничний час експлуатації, тому при t>Т_гр машина починає приносити збитки.

Час економічно-доцільної експлуатації машини Т_е знаходиться в діапазоні T_mах і Т_гр (де T_max — час, при якому машина даєнайвищий прибуток), тобтоТ_гр>Т_e<T_mах (T_е ≈ 0,8 T_mах).

Показником надійності з економічної точки зору може бути коефіцієнт економічної надійності К_е:

(4.12)

Тобто необхідно намагатися, щоб цей показник наближався до мінімального значення за рахунок раціонального розподілу капіталовкладень між сферою виробництва і сферою експлуатації при інших рівних умовах. При цьому чим дешевша машина при виробництві (одного і того ж класу і призначення), тим більші витрати приходяться на її експлуатацію. Саме таке співвідношення характеризує експлуатаційну надійність машин країн СНД.

Виникає завдання оптимізації цих затрат. У зв'язку з цим часто користуються поняттям ціни надійності (B_н)

(4.13)

деВ_{н а} — вартість надійності аналогу або прототипу;і — відповідно напрацювання на відмову нової (що проектується) машини і прототипу.

а — емпіричний показник, який характеризує рівень прогресивності виробництва з точки зору можливості заданого підвищення надійності (як правило а = 0,5... 1,5). При більш високих вимогах до безвідмовності роботи машини необхідне підвищення витрат на її виробництвоВ_в, але витрати на експлуатацію машини при цьому повинні знижуватися. Тому, якщо визначати сумарні затрати на виготовлення і експлуатаціюмашини (В_в + В_е (t)) в функції ймовірності безвідмовної роботи Р(і) за деякий час раціональної експлуатації, то мінімум цієї функції і окреслює економічно оптимальний рівень безвідмовності машини. При збільшенні витрат на експлуатацію оптимальне значення Р(t) буде переміщуватися в бік більш високих значень.

Тому (в більшості випадків) з економічної точки зору виробляти більш надійну машину, навіть і в тому разі, коли до неї ставляться високі вимоги безвідмовності з умов експлуатації, не доцільно. А з точки зору споживача (управлінь механізації) більш вигідно купувати машини з більш високими показниками надійності.

З насиченістю ринку більш надійними машинами закордонних фірм так і буде. Це змусить заводи-виробники країни рахуватися з цими факторами. Інакше, завод-виробник (фірма) стане не конкурентоспроможним.

Запитання і завдання для самостійного контролю

1. Поясніть поняття про експлуатаційну надійність машин.

2. Що таке відмова? Класифікація відмов.

3. Що таке справний і несправний стан?

4. Що таке поступові і раптові відмови?

5. Поясніть графічно поступові і раптові відмови.

6. Поясніть зв'язок між ступенем пошкодження і вихідними параметрами виробу.

7. Що таке математична модель втрати машиною працездатності?

8. Поясніть загальну схему формування відмов.

9. Поясніть загальну схему втрати машиною працездатності.

10. Поясніть графічно і аналітично зміну економічної ефективності роботи машини в часі.