Классическая система разработки и постановки продукции на производство предусматривает ряд обязательных этапов, обеспечивающих необходимый уровень надежности техники. За прошедшие 50 лет установленный порядок изменился незначительно. Этап изготовления и испытания опытных образцов узлов и агрегатов, компонентов и отдельных деталей является обязательным, так как на сегодняшний день только натурные испытания обеспечивают необходимую степень достоверности эксплуатационных характеристик изделий.
В случае отклонения от стандартного процесса, а именно исключение необходимого объема испытаний на надежность, в том числе натурных, риски, связанные со снижением надежности и возникновением отказов, перемещаются с этапа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) на более поздние стадии жизненного цикла продукции (рис. 1). Такое положение вещей складывается в сфере производства сложной и дорогостоящей техники, какой является специальный подвижной состав.
Опытный образец фактически представляет собой первый промышленный экземпляр. Сроки разработки и постановки продукции на производство составляют 1-3 года. Тогда как реальная потребность во времени и средствах на изготовление и испытание опытных образцов исчисляется сотнями миллионов рублей и многими годами испытаний. В условиях острой необходимости механизации, автоматизации и роботизации ручного труда на строительстве и обслуживании инфраструктуры при нарастающем росте грузонапряженности железных дорог это неприемлемо.
Продукция, разрабатываемая ООО «КБ «Тулажелдормаш», является инновационной, высокотехнологичной. Наша компания предпринимает колоссальные усилия по снижению рисков возникновения отказов на этапе эксплуатации. В условиях острого дефицита денежных средств и времени мы были вынуждены перейти на стопроцентное 3D-моделирование с учетом применяемых материалов и их физико-механических свойств, проведение виртуальных испытаний отдельных узлов и агрегатов, моделирование движения различных жидких и газообразных сред в системах наших сложных машин. Кроме того, в настоящий момент мы вынуждены проводить за счет собственных средств натурные и ресурсные испытания наиболее ответственных и уникальных узлов машин, таких как подбивочный блок и органы работы со скреплением (рис. 2, 3).
Представленный комплекс мер позволяет выявить наиболее значимые риски на этапе НИОКР и снизить их уровень на стадии эксплуатации. Однако это не может в полном объеме компенсировать системную необходимость использования первого образца в качестве серийной машины, эксплуатируемой на полигонах сети железных дорог ОАО «РЖД».
Для обеспечения заданного уровня коэффициента технической готовности Ктг в «окно» наша компания реализовала два направления. Первое — переход на заблаговременную замену узлов и агрегатов с низким уровнем ресурса, что дало дополнительное снижение общего уровня деградации машины. Второе — учитывая многолетний опыт в разработке и производстве машин, сформирован коллектив высокопрофессиональных специалистов, выполняющих все виды обслуживания и ремонта техники. А за счет постоянной переподготовки и повышения квалификации сервисная команда обладает уровнем знаний, достаточным для решения самых сложных задач. Кроме того, использование заводских складов полностью исключает поставку контрафактных комплектующих изделий и обеспечивает самые короткие сроки поставки запасных частей для машин, находящихся на линии. Указанные мероприятия позволили повысить наработку на отказ в 6,5 раз, выработку в год в 1,6 раз и снизить время простоя по причине неисправностей, например, машин ВПО-С в 9 раз. Переход на сервисное обслуживание заводом-изготовителем позволяет обеспечивать стабильно высокий коэффициент технической готовности Ктг = 0,9 (рис. 4).
Сервис от завода-производителя сейчас особенно актуален на сложных инновационных комплексах, таких как рельсосварочная машина «Искра» и комплекс ЩОМ-МРС, поскольку технический уровень указанных новейших комплексов значительно выше, чем у всех известных мировых аналогов. А значит, качество сервиса будет иметь значительное влияние на запуск первых машин на железных дорогах ОАО «РЖД». Однако на указанных машинах, кроме сервиса на работу комплексов, оказывает также влияние и эксплуатация техники. При внедрении новых технологий ключевыми факторами являются персонал и оперативная модернизация первых, ранее не испытанных, образцов техники в полевых условиях.
Ключевые факторы для перехода на контракты жизненного цикла с заводом-изготовителем следующие:
сервис — это полное сервисное обслуживание заводом-изготовителем техники, в том числе оперативное реагирование на ее внеплановое обслуживание и ремонт в режиме 24/7;
персонал — постоянное повышение квалификации на площадке завода-изготовителя, оперативная доработка машины за счет прямого взаимодействия машинист-конструктор, стабильный состав эксплуатирующих бригад, повышенная мотивация задействованного персонала, а также понимания персоналом физических процессов, происходящих как внутри машины, так и в системе «машина-окружающая среда»;
модернизация — совершенствование конструкции машин в условиях эксплуатации, плановое внесение изменений в их конструкцию с учетом проводимых разработок.