astАрхитектура, строительство, транспортArchitecture, Construction, Transport2782-232X2713-0770Industrial University of Tyumen10.31660/2782-232X-2024-4-88-97ast-181Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTСовершенствование системы технического обслуживания и ремонта карьерных автосамосвалов в условиях холодных районов с использованием цифрового двойника автотранспортного предприятияEnhancement of the maintenance and repair system for haul trucks in cold regions using a digital twin of the transportation enterpriseБорисенкоА. Н.BorisenkoA. N.

Борисенко Александр Николаевич, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры электроэнергетики, машиностроения и автомобильного транспорта

Абакан

Alexander N. Borisenko, Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor in the Department of Electric Power Engineering, Mechanical Engineering and Automobile Transportation

Abakan

aiah@mail.ruХакасский технический институт – филиал Сибирского федерального университетаРоссияKhakas Technical Institute – Branch of the Siberian Federal UniversityRussian Federation202428122024048897Copyright © Борисенко А.Н., 20242024Борисенко А.Н.Borisenko A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ast.tyuiu.ru/jour/article/view/181

Рассмотрена проблема увеличения числа отказов, простоев, затрат на техническое обслуживание и ремонт карьерных автосамосвалов БелАЗ серий 7513 и 7530, которые эксплуатируются на угольных разрезах в экстремальных климатических условиях Республики Хакасия. Проведена оценка удельных фактических простоев автомобилей БелАЗ серий 7513 и 7530 во время ремонта и техобслуживания. Значения варьируются от 3 до 60 часов на 100 мото-часов работы автосамосвала при нормативе для холодного климата Хакасии в 14–15 часов. Предложен метод температурной корректировки периодичности технического обслуживания в зимний период с целью сокращения периодичности плановых техосмотров и уменьшения объема внеплановых ремонтных работ. Предложен порядок совершенствования системы техобслуживания и ремонта карьерных автосамосвалов БелАЗ в условиях холодного климата с учетом возраста автомобилей, низких температур и анализа надежности конструкции. В целях совершенствования системы технического обслуживания и ремонта автосамосвалов предложено внедрить в работу цифровой двойник автотранспортного предприятия. Он позволит применить индивидуальный подход к планированию технического обслуживания карьерных автосамосвалов с корректировкой периодичности всех видов технических обслуживаний при отрицательных температурах воздуха, внедрить перечень дополнительных операций, приуроченных к плановым, что приведет к уменьшению числа внеплановых ремонтов и линейных отказов.

This study addresses the increasing number of failures, downtime, and maintenance and repair costs associated with BelAZ 7513 and 7530 series haul trucks operating in the extreme climatic conditions of Khakassia’s coal mines. An assessment of the actual specific downtime for these trucks during repair and maintenance reveals values ranging from 3 to 60 hours per 100 operating hours, significantly exceeding the 14-15-hour standard for Khakassia’s cold climate. A method of temperature correction for maintenance frequency during winter was proposed to reduce scheduled maintenance frequency and the volume of unscheduled repairs. This study further proposes improvements to the maintenance and repair system for BelAZ haul trucks in cold climates, considering truck age, low temperatures, and a reliability analysis of the truck design. To optimize this system, the implementation of a digital twin for the transportation enterprise was suggested. This digital twin will enable individualized maintenance scheduling for each haul truck, adjusting the frequency of all maintenance procedures based on negative air temperatures. The digital twin will also facilitate the integration of additional maintenance list into the scheduled maintenance plan, thereby minimizing unscheduled repairs and equipment failures.

система технического обслуживания и ремонтакарьерные автосамосвалытехнология цифрового двойникаудельное время простоядополнительные операции технического обслуживаниятемпературная корректировка периодичности технического обслуживанияmaintenance and repair systemhaul trucksdigital twin technologydowntimeadditional maintenance procedurestemperature correction for maintenance frequencyReferencesКвагинидзе В. С., Корецкая Н. А. Эффективность системы технических обслуживаний и ремонтов большегрузных карьерных автосамосвалов, эксплуатирующихся в условиях Севера. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011;(S5):198–217. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=17231246.Kvaginidze V. S., Koretskaya N. A. Efficiency of the system of technical services and repairs of heavy-duty quarry dump trucks operated in the conditions of the North. Mining Information and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal). 2011;(S5):198–217. (In Russ.) Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=17231246.Кузин Е. Г., Пудов Е. Ю., Дубинкин Д. М. Анализ отказов узлов карьерных самосвалов в условиях эксплуатации. Горное оборудование и электромеханика. 2021;(2):55–61. https://doi.org/10.26730/1816-4528-2021-2-55-61Kuzin E. G., Pudov E. Yu., Dubinkin D. M. Analysis of failures of mining dump truck assemblies under operating conditions. Mining Equipment and Electromechanics. 2021;(2):55–61. https://doi.org/10.26730/1816-4528-2021-2-55-61Alla H. R., Hall R., Apel D. B. Performance evaluation of near real-time condition monitoring in haul trucks. International Journal of Mining Science and Technology. 2020;30(6):909–915. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2020.05.024Alla H. R., Hall R., Apel D. B., Performance evaluation of near real-time condition monitoring in haul trucks. International Journal of Mining Science and Technology. 2020;30(6):909–915. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2020.05.024Kalra V. M., Thakur T., Pabla B. S. Condition based maintenance management system for improvement in key performance indicators of mining haul trucks – a case study. In: IEEE International Conference on Innovative Research and Development. Bangkok: IEEE; 2018. P. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICIRD.2018.8376300Kalra V. M., Thakur T., Pabla B. S. Condition based maintenance management system for improvement in key performance indicators of mining haul trucks-a case study. In: IEEE International Conference on Innovative Research and Development. Bangkok: IEEE; 2018. P. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICIRD.2018.8376300Suresh A., Diwakar G., Naidu B. A. Reliability design and maintenance formulation for dumpers used in mining industries. CVR Journal of Science and Technology. 2020;19(1):144–150. http://dx.doi.org/10.32377/cvrjst1924Suresh A., Diwakar G., Naidu B. A. Reliability design and maintenance formulation for dumpers used in mining industries. CVR Journal of Science and Technology. 2020;19(1):144–150. http://dx.doi.org/10.32377/cvrjst1924Elodie R., Christophe B., Keomany B., Hoceane T., Romain L. Joint dynamic scheduling of missions and maintenance for a commercial heavy vehicle: value of on-line information. IFAC PapersOnLine. 2018;51(24):837–842. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.09.672Elodie R., Christophe B., Keomany B., Hoceane T., Romain L. oint dynamic scheduling of missions and maintenance for a commercial heavy vehicle: value of on-line information. IFAC PapersOnLine. 2018;51(24):837–842. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.09.672Козин Е. С., Захаров Н. С., Панфилов А. А., Вохмин Д. М. Системы поддержки принятия решений на транспорте. Тюмень: Тюменский индустриальный университет; 2023. 170 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/bzsjil.Kozin Ye. S., Zakharov N. S., Panfilov A. A., Vokhmin D. M. Decision support systems for transportation. Tyumen: Industrial University of Tyumen; 2023. (In Russ.) Available at: https://elibrary.ru/bzsjil.Kritzinger W., Karner M., Traar G., Henjes J., Sihn, W. Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification. IFAC-PapersOnLine. 2018;51(11):1016–1022. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.474Kritzinger W., Karner M., Traar G., Henjes J., Sihn, W. Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification. IFAC-PapersOnLine. 2018;51(11):1016–1022. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.474Борисенко А. Н., Олейников А. В., Семенов М. Н. К вопросу о совершенствовании регламентов технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов карьерных автосамосвалов в ООО «СУЭК-Хакасия». Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021;(6):104–119. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_6_0_104Borisenko A. N., Oleinikov A. V., Semenov M. N. Improving maintenance and preventive overhaul programs for open pit dump trucks at SUEK-Khakassia. Mining Information and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal). 2021;(6):104–119. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_6_0_104Килин А. Б., Азев В. А., Шаповаленко Г. Н., Сухарьков И. Н., Вакулин Е. А., Султанова Н. В., Хажиев В. А. Развитие ремонтного обслуживания и эксплуатации автосамосвалов БелАЗ на разрезе «Черногорский». Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2016:(S34):129–137. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=35281161.Kilin A. B., Azev V. A., Shapovalenko G. N., Sukharkov I. N., Vakulin E. A., Sultanova N. V., Khazhiev V. A. Development of repair maintenance and operation service for BelAZ dump trucks at Chernogorsk open pit mine. Mining Information and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal). 2016:(S34):129–137. (In Russ.) Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=35281161.Олейников А. В., Васильев В. А., Суетова А. А. Основы теории надежности. Абакан: Сибирский федеральный университет, Хакасский технический университет – филиал Сибирского федерального университета; 2014. 144 с.Oleynikov A. V., Vasil'yev V. A., Suyetova A. A. Fundamentals of reliability theory. Abakan: Siberian Federal University, Khakas Technical Institute – Branch of the Siberian Federal University; 2014. (In Russ.)Борисенко А. Н. Применение информационных технологий при планировании технического обслуживания автомобилей. Автотранспортное предприятие. 2005;(5):27–28.Borisenko A. N. Application of information technologies in vehicle maintenance planning. Avtotransportnoye predpriyatiye. 2005;(5):27–28. (In Russ.)Максимов В. А., Нгуен В. Т., Чан Д. К. З. Анализ факторов, влияющих на расход топлива, с учетом современных условий эксплуатации городских автобусов. В сб.: Актуальные вопросы технической эксплуатации и автосервиса подвижного состава автомобильного транспорта, Москва, 31 января – 02 февраля 2023 года. Москва: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет; 2023. С. 21–30. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=50250081.Maksimov V. A., Nguyen V. T., Chan D. K. Z. Analysis of factors affecting fuel consumption, taking into account the current operating conditions of urban buses. In: Aktual'nyye voprosy tekhnicheskoy ekspluatatsii i avtoservisa podvizhnogo sostava avtomobil'nogo transporta = Actual issues of technical operation and maintenance of rolling stock of road transport, Moscow, January 31 – February 02, 2023. Moscow: Moscow Automobile and Road Construction State Technical University; 2023. P. 21–30. (In Russ.) Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=50250081.Захаров Н. С., Абакумов Г. В., Вознесенский А. В. Влияние сезонных условий на расходование ресурсов при эксплуатации автомобилей. Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет; 2011. 115 с.Zakharov N. S., Abakumov G. V., Voznesenskiy A. V. Influence of seasonal conditions on resource consumption in vehicle operation. Tyumen: Tyumen State Oil and Gas University; 2011. (In Russ.)Гусельников А. С., Захаров Н. С. Влияние сезонных условий на параметр потока отказов элементов системы питания двигателей автомобилей КАМАЗ-43118. Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2023;(2):111–120. https://doi.org/10.25198/2077-7175-2023-2-111Guselnikov A. S., Zakharov N. S. Influence of seasonal conditions on the failure rate parameter of elements of the KAMAZ-43118 engine power supply system. Intellect. Innovations. Investments. 2023;2:111–120. (In Russ.) https://doi.org/10.25198/2077-7175-2023-2-111Яковенко В. В. Захаров Н. С. Природно-климатические факторы, влияющие на надежность автомобилей. В сб.: Транспортные и транспортно-технологические системы, Тюмень, 15 апреля 2021 года. Тюмень: Тюменский индустриальный университет; 2021. С. 325–328.Yakovenko V. V., Zakharov N. S. Natural and climate factors affecting the reliability of cars. In: Transportnyye i transportno-tekhnologicheskiye sistemy = Transport and transport-technological systems, Tyumen, April 15, 2021. Tyumen: Industrial University of Tyumen; 2021. P. 325–328. (In Russ.)Тюлин А. Е., Асанова Е. А., Ревяков Г. А. Научно-методические подходы к решению задачи формирования модели цифрового двойника предприятия. Экономические стратегии. 2024;26(2):54–63. https://doi.org/10.33917/es-2.194.2024.54-63Asanova E., Tulin A., Revyakov G. Scientific and methodological approaches to the problem of creating a model of an enterprise’s digital twin. Ekonomicheskiye strategii = Economic strategies. 2024;26(2):54–63. (In Russ.) https://doi.org/10.33917/es-2.194.2024.54-63

The authors declare that there are no conflicts of interest present.