science-review.ru
Введение
При эксплуатации изделий техники выполняется трудоемкий и разнообразный комплекс мероприятий, связанный с их техническим обслуживанием, ремонтом и подготовкой к применению по назначению. Одним из основных требований, предъявляемых к системе технической эксплуатации (СТЭ) изделий, является нахождение нужного соотношения между готовностью изделий выполнять свои функции и затратами на их содержание [1].
Для поиска такого соотношения удобно применять модели СТЭ с различными параметрами. Одним из инструментов такого моделирования является анализ логистической поддержки (АЛП) [2]. АЛП является частью интегрированной логистической поддержки (ИЛП) в рамках информационной поддержки изделия (называемой также CALS-технологиями). Основной целью ИЛП является управление жизненным циклом изделий, а основной целью АЛП – выбор СТЭ для рассматриваемых случаев [3, 4].
При проведении АЛП должны быть получены следующие результаты.
1. База данных АЛП, содержащая:
– компоненты и функции изделия в виде логистических структур;
– виды и последствия отказов изделия;
– сведения о технологии и условиях выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР);
– сведения о материально-техническом обеспечении (МТО);
– структура и содержание эксплуатационной документации по ТОиР;
– сведения об инфраструктуре СТЭ.
2. Значения показателей эксплуатационно-технических характеристик (ЭТХ), таких как:
– коэффициент технической готовности;
– коэффициент эксплуатационной готовности;
– удельные прямые затраты на ТОиР для парка техники;
– удельные суммарные затраты на ТОиР для парка техники;
– коэффициент эксплуатационно-экономической эффективности [5, 6].
Процесс АЛП построен вокруг разработки планового технического обслуживания. При этом используются известные методики MSG-3 (Maintenance Steering Group-3) и RCM (Reliability-centered maintenance). Методика MSG-3 существует с 1980 г., ведется Airlines for America (A4A) [7]. Последнее обновление MSG-3 было в 2022 г. История RCM началась в 1978 г. с доклада Стенли Нолана и Говарда Хипа. Доклад также был посвящен разработке программ обслуживания авиатранспорта, однако в дальнейшем RCM получила свое развитие и в других отраслях промышленности, что описано в работе Джона Моубрея «Техническое обслуживание, обеспечивающее надежность» (издана на русском языке в 2018 г.) [8].
Полное описание процесса АЛП представлено в международном стандарте S3000l (последняя версия вышла в 2023 г.), который создан в 2006 г. и ведется международной группой под совместным председательством ASD (Европейская ассоциация аэрокосмической и оборонной промышленности) и AIA (Ассоциация аэрокосмической промышленности США) [9]. В России развитие процесса АЛП ведется при участии АО НИЦ «Прикладная Логистика». Коллективом этой компании под руководством Е.В. Судова был опубликован ряд трудов на данную тему, в том числе «Анализ логистической поддержки: теория и практика» (издано в 2014 г.) [10].
Процесс АЛП состоит из ряда последовательно проводимых работ. В данной статье уделяется внимание построению логистической структуры изделия. Это один из начальных этапов АЛП, и этот этап является базовым для последующих работ АЛП. На нем определяются составные части (СЧ) изделия, которые будут рассматриваться далее в процессе анализа [11].
Логистическая структура – разновидность электронной структуры изделия, создаваемая в процессе АЛП в двух формах:
– логистическая структура функции (ЛСФ) определяет функциональные требования к изделию и представляет собой иерархическую структуру, при которой функции нижнего порядка влияют на функции верхнего;
– логистическая структура изделия (ЛСИ) определяет перечень систем и компонентов, которые реализуют функции, и представляет собой иерархическую структуру1, при которой компоненты образуют функциональные группы.
Элементы ЛСИ отбираются в структуру по принципам, подобным изложенным в методиках MSG-3 и RCM [12, 13], и на основе исходных данных, таких как:
– материалы технического проекта и конструкторская документация;
– эксплуатационная документация;
– документация на изделия-аналоги и покупные комплектующие изделия;
– оценка/опрос специалистов, участвующих в разработке и эксплуатации изделия.
АЛП является циклическим, итеративным процессом и может проводиться на всех стадиях жизненного цикла изделия с уточнением результатов предыдущих итераций анализа [14, 15]. Если проводить АЛП на стадии разработки, то для достижения требуемых показателей готовности конструкторский состав изделия в процессе анализа должен быть исследован как можно более полно. Если при проведении АЛП на данном этапе нет возможности однозначно определить необходимость включения какой-либо составной части изделия в ЛСИ, то она рассматривается в процессе анализа до тех пор, пока не будет собрано убедительное количество информации, которое позволит принять обоснованное решение о включении или невключении [16]. А информация об изделии при проведении анализа на стадии разработки может быть неполной или обрывочной.
Для изделия уже разработанного и эксплуатируемого, как правило, существуют различные виды эксплуатационных документов, такие как руководство по эксплуатации, ремонту, каталог изделий и т.п. А также имеется статистика по отказам и другим событиям, случающимся в эксплуатации. Это может, при наличии таких данных, сильно упростить работы на данном этапе АЛП [17].
Цель исследования – описание процесса разработки ЛСИ и формирование примера на основе системы рулевого управления автомобиля.
Материалы и методы исследования
Анализ методов разработки ЛСИ, используемых при проведении АЛП и описанных в соответствующих стандартах и методиках. Разработка примера ЛСИ одной из систем автомобиля. В качестве исходных данных для разработки примера использовалась эксплуатационная документация автомобилей «Урал», размещенная на официальном сайте производителя (https://shop.uralaz.ru/docs/).
Результаты исследования и их обсуждение
Логистическая структура изделия является разновидностью электронной структуры изделия и представляет собой иерархическую систему, в которой изделие делится на основные функциональные системы. Согласно международному стандарту ASD S1000D [18], базовому нормативному документу, на основе которого осуществляется разработка и сопровождение электронной эксплуатационной документации в среде ИЛП [19], для наземной техники основными функциональными системами могут быть:
– агрегат силовой;
– органы управления;
– трансмиссия;
– электрические системы;
– системы вентиляции, обогрева и охлаждения и др.
Системы могут быть разбиты на подсистемы. Функциональная система «Органы управления» может включать в себя:
– ручные органы управления;
– ножные органы управления;
– вспомогательные органы управления.
Пример ЛСИ, включающей элементы верхнего уровня, в основном абстрактные системы, показан на рис. 1.
К ручным органам управления автомобиля относится рулевое управление. Рулевое управление является не абстрактной системой, а конкретной сборочной единицей и включает в себя физические компоненты, такие как агрегаты и детали.
Структура ЛСИ, начиная с уровня, на котором описываются физические компоненты изделия, строится с учетом принадлежности компонентов к системам и подсистемам изделия, входимости компонентов друг в друга и их расположения в конструкции изделия (одни и те же компоненты, расположенные в разных местах, могут быть разными элементами ЛСИ по месту установки).
Рис. 1. Элементы ЛСИ верхнего уровня Примечание: составлен автором по источнику [18]
Необходимо ответить на вопрос о том, какие СЧ изделия из системы рулевого управления должны войти в ЛСИ. Логистическая структура отличается от конструкторского состава тем, что в нее входят не все компоненты изделия, а только используемые для разработки программы ТОиР и последующего моделирования СТЭ. В первую очередь в ЛСИ включаются крупные агрегаты, которые могут сниматься непосредственно с изделия. Разбиение их на составные части в структуре зависит от ремонтопригодности каждого из них или целесообразности ремонта на низких уровнях объектов СТЭ. При выделении составных частей у одного из агрегатов также необходимо понимать, какие СЧ могут быть задействованы в работах ТОиР (например, на основе данных об изделиях аналогах) или же могут отказывать с некоторой частотой [20].
Критериями включения компонентов изделия в ЛСИ могут быть2:
– ограниченный срок службы;
– поставщик рекомендует плановое обслуживание;
– в конструкции используются новые технологии;
– риск устаревания;
– потребность в обслуживании или замене при эксплуатации;
– встроенное ПО, загружаемое пользователем.
Крепежные элементы и стандартные изделия, как правило, не включают в ЛСИ, относя их к СЧ или системам, в которых они используются.
На примере автомобиля «Урал С35510 6х4» была рассмотрена система рулевого управления. При отсутствии данных о статистике отказов использовалась доступная эксплуатационная документация. Согласно каталогу изделия, система рулевого управления автомобиля «Урал С35510 6х4» состоит из 134 разъемных компонентов, включающих в себя сборочные единицы, детали и стандартные изделия. Основными сборочными единицами являются «Установка рулевого управления» и «Установка рулевой колонки».
Основные детали, входящие в установку рулевого управления:
– шарнир вала рулевого управления;
– механизм рулевого управления;
– тяга сошки.
Основные детали, входящие в установку рулевой колонки:
– рулевое колесо;
– колонка рулевого управления;
– втулка шлицевая с шарниром.
Согласно руководству по эксплуатации изделия рулевое управление имеет принципиальную схему основных рабочих механизмов и гидравлическую схему гидропривода.
Принципиальная схема рулевого управления включает в себя:
– колесо рулевое многофункциональное;
– гайка крепления рулевого колеса;
– колонка рулевого управления;
– рулевой механизм с сошкой;
– болтовое соединение;
– тяга.
Гидравлическая схема гидропривода включает в себя:
– рулевой механизм;
– нагнетательный трубопровод;
– насос;
– всасывающий трубопровод;
– бак масляный;
– сливной трубопровод.
Техническое обслуживание рулевого управления для всех видов ТО предусматривает:
– осмотр и проверку исправности соединения рулевых тяг, люфта в соединениях рулевого привода, крепления вилок карданных валов, герметичности системы, вращение, возврат в исходное положение и люфт рулевого колеса;
– проверка уровня масла в масляном баке;
– проверка крепления рулевого механизма к кронштейну и кронштейна к раме;
– проверка затяжки гаек крепления тяг рулевого управления;
– проверка состояния резиновых чехлов шарниров рулевых тяг;
– проверка люфта в наконечниках рулевых тяг;
– проверка на наличие повреждений хомута и шарового пальца поперечной рулевой тяги;
– проверка надежности крепления трубопроводов в местах укладки по шасси.
Возможные виды отказов рулевого управления включают в себя3:
– износ деталей шарниров рулевых тяг, шлицевых втулок карданного привода руля;
– ослабление крепления рулевого механизма;
– ослабление крепления рулевого колеса на валу;
– недостаточный уровень масла в бачке гидросистемы рулевого управления;
– потеря подвижности шлицевого соединения карданного вала рулевого управления;
– засорен фильтр тонкой очистки масляного бака;
– задиры на опорных поверхностях золотника;
– неправильно отрегулированы гидравлические клапаны ограничения давления конечных положений;
– неисправен насос или модель насоса не соответствует модели автомобиля, насос не обеспечивает требуемой производительности и давления;
– засорение сетчатого фильтра грубой очистки;
– чрезмерно высок уровень масла;
– засорен сапун;
– воздух в гидросистеме рулевого управления;
– передняя ось / подшипники поворотного кулака имеют тяжелый ход;
– тяжелый ход рулевой колонки;
– слишком высокое давление в нагнетающей системе;
– ослаблено крепление кронштейна рулевого механизма;
– напорный трубопровод пережат или перекручен, в систему проходит воздух или уровень жидкости мал;
– износ рулевого насоса;
– трение механических частей рулевого механизма друг о друга.
Рис. 2. ЛСИ рулевого управления Примечание: составлен автором по результатам данного исследования
По результатам анализа составные части рулевого управления были сгруппированы в три подгруппы, принятые по основным сборочным единицам и гидравлической схеме гидропривода:
– трубопроводы рулевого управления (9 элементов ЛСИ);
– рулевой механизм с приводом (10 элементов ЛСИ);
– рулевая колонка (6 элементов ЛСИ).
Компоненты в подгруппы выбирались на основе описанных критериев отбора, а также рекомендаций планового обслуживания изделия и перечня возможных отказов, описанных в эксплуатационной документации.
Подробная ЛСИ рулевого управления показана на рис. 2.
Заключение
В данной работе описаны основные принципы, применяемые при разработке логистических структур, выполнено построение ЛСИ, представлены как элементы верхнего уровня, так и разбиение сборочных единиц на компоненты.
Выбор компонентов для ЛСИ является предварительным анализом изделия при выполнении АЛП. Информация об изделии и его составных частях часто имеет неоднородный характер. Причинами этого являются:
– неполная информация об изделии на стадии разработки;
– отсутствие на конкретном этапе жизненного цикла изделия разработанной и информативной эксплуатационной документации;
– отсутствие единого подхода по мониторингу эксплуатации изделия;
– неоднородный характер данных, получаемых с мест эксплуатации и точек обслуживания.
Соответственно, разными также могут быть и исходные данные для разработки ЛСИ. В результате исследования были рассмотрены основные принципы построения ЛСИ на примере системы рулевого управления автомобиля «Урал С35510 6х4» с помощью эксплуатационной документации на изделие. Проведен выбор объектов, подходящих для последующих работ анализа логистической поддержки. Перечень объектов был сформирован в структуру из трех подсистем и двадцати пяти элементов. Материалы статьи могут служить рекомендациями для работ АЛП на этапе разработки логистических структур.
[1] ГОСТ Р 53394-2017. Интегрированная логистическая поддержка. Термины и определения.
[2] Методические указания. Руководство по проведению анализа логистической поддержки изделий авиационной техники // НИЦ «Прикладная Логистика». 2010. [Электронный ресурс]. URL: https://cals.ru/sites/default/files/downloads/lss/ils.pdf (дата обращения: 19.11.2025).
[3] Автомобили «Урал-С3» и их модификации. Руководство по эксплуатации С35510-3902035-01 РЭ (издание первое) // АО «АЗ «Урал». 2023. [Электронный ресурс]. URL: https://shop.uralaz.ru/upload/iblock/480/gang7e6c2496ozcwn046cwiowrab5xd8.pdf (дата обращения: 19.11.2025).
Конфликт интересов
Библиографическая ссылка
Акинфиев Д.К. ПОСТРОЕНИЕ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ЛОГИСТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ // Научное обозрение. Технические науки. 2025. № 5. С. 5-11;URL: https://science-engineering.ru/ru/article/view?id=1520 (дата обращения: 02.02.2026).
DOI: https://doi.org/10.17513/srts.1520