Мобильный комплекс первичной утилизации сложных технических систем на местах их дислокации

Мобильный комплекс первичной утилизации сложных технических систем на местах их дислокации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области утилизации сложных технических систем, включая системы вооружений и военной техники.

Известны организационно-технические системы утилизации сложных изделий, включающие средства демонтажа изделий на местах их дислокации, средства транспортировки их на предприятия для разборки их до уровня первичных конструкционных элементов (первичной утилизации) и средства транспортировки полученного лома к местам их переработки для получения вторичного сырья.

Недостатком таких систем является необходимость проведения трудоемных и дорогостоящих работ по демонтажу изделий и их транспортировке на предприятие для последующей разборки. Этот недостаток особенно существенен для утилизации сложных систем вооружений и военной техники (ВВТ), когда затраты по демонтажу и транспортировке к месту разборки сопоставимы со стоимостью утилизируемых изделий.

Указанный недостаток частично устранен в мобильном комплексе (передвижной ремонтной мастерской) по Патенту RU №2245805, В60Р 3/14, 3/345, 2003 г. Данный мобильный комплекс, принятый за прототип, содержит самоходное транспортное средство с установленным на него корпусом ремонтной мастерской, в котором установлены технологические рабочие места, оснащенные технологическим инструментом и оборудованием по профилю работ, подлежащих выполнению на обслуживаемом изделии, средства жизнеобеспечения, связи, навигации и топографической привязки, комплект запасного имущества и принадлежностей по профилю обслуживаемого изделия, съемный защитный тент с элементами крепления.

По прибытии данного комплекса на место дислокации обслуживаемого изделия (например, системы ВВТ) проводят диагностику отказов составных частей до уровня сменных элементов, разборку отказавшей составной части системы с извлечением отказавшего сменного элемента, визуальный осмотр извлеченного сменного элемента для оценки возможности его ремонта, отбор неремонтоспособных сменных элементов для утилизации, упаковку отобранных для утилизации сменных элементов для последующей их доставки к месту переработки с целью получения вторичного сырья.

Достоинством данного комплекса, принятого за прототип, является выполнение работ по первичной утилизации (частичная разборка отказавших составных частей, извлечение отказавших сменных элементов, отбор неремонтоспособных сменных элементов и их упаковка для отправки к местам переработки на вторичное сырье) непосредственно на местах дислокации технических систем (в частности - систем ВВТ).

Недостатками данного комплекса, принятого за прототип, являются:

1) неполнота первичной утилизации, т.к. первичной утилизации на месте дислокации обслуживаемых сложных систем подвергаются только отказавшие сменные элементы, признанные неремонтопригодными, а не все изделия в целом;

2) недостаточная эффективность, т.к. не учитывается содержание в составе сменных элементов каждого вида материалов - потенциальных видов вторичного сырья (что требует проведения дополнительных работ по анализу и сортировке конструкционных элементов для их адресной отправки к местам извлечения различных видов вторичного сырья).

Техническим результатом от использования изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно:

1) обеспечение глубокой разборки составных частей утилизируемых технических систем на местах их дислокации до уровня первичных элементов конструкции этих составных частей (а также с разделкой крупногабаритных элементов конструкций до размеров, пригодных для укладки в транспортную тару);

2) обеспечение быстрой и целенаправленной сортировки элементов конструкции составных частей утилизируемой технической системы в соответствии с видом и количеством содержащегося в них потенциального вторичного сырья (с учетом ранга значимости каждого вида вторичного сырья);

3) упаковка каждой группы отсортированных элементов конструкции в отдельные единицы транспортной тары, идентифицированные по виду потенциального вторичного сырья, содержащегося в подлежащих утилизации элементах конструкции;

4) обеспечение эффективного автоматизированного управления последовательностью операций первичной утилизации сложных технических систем с целью сокращения трудоемкости работ по разборке составных частей изделия, по сортировке элементов конструкций и обеспечению оптимального получения наиболее ценного вторичного сырья;

5) сокращение совокупных затрат на утилизацию сложных технических систем, а также снижение зависимости качества выполняемых работ по первичной утилизации изделий на местах их дислокации от квалификации персонала, проводящего указанные работы.

Данный технический эффект достигается тем, что мобильный комплекс, содержащий самоходное транспортное средство и закрепленный на нем с возможностью передвижения корпус ремонтной мастерской, оснащенный средствами жизнеобеспечения, связи, навигации и топопривязки, технологическими рабочими местами, технологическим оборудованием, съемным защитным тентом с элементами крепления, дополнительно содержит идентифицированный по видам вторичного сырья комплект транспортной тары, встроенную автоматизированную систему управления процессами утилизации (АСУ ПУ) на основе компьютера с размещенными в его памяти базой справочных документов по утилизируемой технической системе, базой каталожных документов по составным частям утилизируемой технической системы и выносной терминал автоматизированного рабочего места (АРМ) для управления процессами утилизации составных частей технической системы, соединенный каналом удаленного доступа с компьютером встроенной АСУ ПУ, при этом перед выездом комплекса для проведения конкретного вида работ на конкретной технической системе в базы данных АСУ ПУ загружают документы по профилю данной системы, по прибытии на место работ выносной терминал располагают на месте проведения работ непосредственно у утилизируемой составной части изделия.

На фиг.1 изображена структурная схема мобильного РДК.

Мобильный комплекс фиг.1 содержит в своем составе самоходное транспортное средство 1 и закрепленный на нем с возможностью передвижения корпус 2 ремонтной мастерской, в котором размещаются средства жизнеобеспечения 3, средства связи 4, средства навигации и топопривязки 5, технологические рабочие места и оборудование 6, комплект идентифицированной транспортной тары 7, автоматизированная система управления процессами утилизации (АСУ ПУ) 8, включающая компьютер 9 с размещенными в его памяти базой справочных документов 10, базой каталожных документов 11, к компьютеру 9 через канал удаленного доступа подключен выносной терминал 12, размещаемый поочередно у составных частей утилизируемой технической системы 13.

Мобильный комплекс фиг.1 работает в следующих режимах:

1) подготовка к выезду на место дислокации утилизируемой технической системы;

2) транспортирование к месту проведения работ по первичной утилизации;

3) перевод комплекса из транспортного в рабочее положение;

4) проведение работ по первичной утилизации - с упаковкой разобранных элементов конструкции в идентифицированную транспортную тару;

5) отправка упакованных единиц транспортной тары к местам переработки для получения вторичного сырья.

Перед выездом к месту эксплуатации утилизируемой технической системы производится подготовка мобильного комплекса фиг.1 к предстоящим работам на конкретном образце (экземпляре) технической системы. Подготовка комплекса включает выполнение следующих технологических процедур:

1) загрузка в базу 10 справочных документов о порядке и особенностях первичной утилизации составных частей изделия, о приданной и идентифицированной транспортной таре 7, о техническом оборудовании 6 (включая средства разделки громоздких элементов конструкции утилизируемого изделия);

2) загрузка в каталожную базу 11 полного комплекта электронных документов по иерархической структуре составных частей, последовательности разборки с указанием их внешнего вида, содержания потенциальных видов вторичного сырья, особенностей по обращению с разбираемыми элементами конструкции;

3) установка в мобильный комплекс комплектов сменного технологического оборудования 6 и комплекта идентифицированной транспортной тары 7 под данное изделие (на основе сведений справочной базы данных 10, предварительно загруженной в АСУ ПУ 8 и просматриваемой с помощью выносного терминала 12);

4) приведение всего комплекта оснащения комплекса фиг.1 в транспортное положение.

В пути следования мобильный комплекс фиг.1 периодически определяет свое текущее местоположение с помощью средств навигации и топопривязки 5 и передает свои координаты и информацию о техническом состоянии в территориальный центр утилизации с помощью средств связи 4.

По прибытии на место проведения работ (к месту дислокации обслуживаемого изделия 13) оборудование РДК фиг.1 переводится из транспортного в рабочее положение. Выносной терминал 12 перемещается из корпуса ремонтной мастерской 2 к местам проведения работ на составных частях изделия 13 (в том числе, внутри корпусов составных частей изделия 13). Компьютер 9 встроенной АСУ ПУ 8 остается в составе корпуса ремонтной мастерской 2. Двусторонняя связь между выносным терминалом 12 и компьютером 9 осуществляется по каналу удаленного доступа, который может быть реализован, например, с помощью гибкого интерфейсного кабеля, с помощью радиочастотной или оптической линии связи.

Порядок проведения подготовительных работ и работ на месте дислокации изделия поясняется структурной схемой технологического процесса первичной утилизации сложных технических систем на местах их дислокации, приведенной на фиг.2.

Перед началом работ на основе конструкторской документации на утилизируемое изделие формируется каталог составных частей данной технической системы (процедура 21). Документы каталога располагаются в порядке очередности разборки, содержат изображения составной части конструкции утилизируемой системы, указания по порядку разборки и количественные данные по содержанию материалов (потенциальных вторичных ресурсов) в каждой составной части. При содержании нескольких видов материалов их перечисление приводится в очередности, соответствующей уровню значимости каждого вида потенциальных вторичных ресурсов (драгоценные металлы, редкоземельные элементы, цветные металлы и т.д.), степени потенциального вреда для экологии (радиоактивные элементы, ядовитые химические вещества и т.п.), степени взрывоопасности, пожароопасности и т.д. Каталог представлен совокупностью электронных форм документов в базе данных 11 компьютера 9, входящего в комплект АСУ ПУ, 8 фиг.1.

В соответствии с видами потенциальных вторичных ресурсов, подлежащих получению в результате утилизации составных частей изделия, подготавливается необходимый комплект транспортной тары 7 (фиг.1) и производится идентификация (процедура 22) каждой единицы транспортной тары в соответствии с видом потенциального вторичного сырья, по содержанию которого в эти единицы тары будут размещаться элементы конструкции утилизируемого изделия 13. Идентификаторы, наносимые на транспортную тару 7, должны иметь принятое в системе утилизации условное обозначение вторичного ресурса, не раскрывающее истинного содержания соответствующих веществ (т.е. слова «золото, медь, ртуть, железо» заменяются условными алфавитно-цифровыми обозначениями по специально создаваемому справочнику-классификатору идентификаторов вторичного сырья).

Подготовленный каталог составных частей утилизируемой системы и подготовленные идентифицированные единицы транспортной тары 7 доставляют вместе с технологическим оборудованием 6 и персоналом (процедура 23) к месту дислокации утилизируемого изделия.

По прибытии мобильного комплекса фиг.1 на место дислокации утилизируемой системы извлекают из каталожной базы 11 документы с указаниями о последовательности разборки, об используемом инструменте и оборудовании на каждом этапе разборки и для каждой составной части утилизируемого изделия 13, а также со сведениями о содержании в разбираемой составной части и в ее компонентах соответствующих конструкционных материалов (потенциального вторичного сырья). Это соответствует процедуре 24 в технологическом процессе фиг.2.

Благодаря выполнению каталога в виде электронных форм каталожных документов в базе 11 просмотр каталога утилизируемого изделия 13 осуществляется с помощью выносного терминала 12, размещаемого около утилизируемой составной части изделия 13. В качестве выносного терминала 12 может использоваться соответствующий портативный компьютер (ноутбук).

Разборка составных частей (процедура 24) производится, как указано выше, в соответствии с указаниями, содержащимися в каталоге базы данных 11 и в справочной базе 10. При этом указания в каталоге и в справочной базе определяют тип используемого инструмента из комплекта 6 при каждой последовательной операции разборки, показывают способ применения инструмента и получаемые в результате применения инструмента распределенные конструкционные элементы очередного уровня декомпозиции структуры. Например, при разборке элементов конструкции, соединенных резьбовым соединением, указывается тип и размер инструмента под головку болта (или шлиц винта), порядок вывинчивания болта (винта) и показан порядок разъединения соединенных частей, а также сведения о дальнейшей разборке разъединенных частей - до получения первичных конструкционных элементов.

Для первичных конструкционных элементов, имеющих большие габариты (стойки матч антенн, части защитного корпуса боевых машин и т.п.), в каталоге должны содержаться указания по их расчленению на части, удобные для укладки в транспортную тару. В этом случае в соответствующих частях каталог 11 и справочная база 10 содержат указания о технологическом оборудовании, используемом для расчленения громоздких деталей (механические, плазменные, газовые, электрические резаки) и изображения, поясняющие операции расчленения (места резки и примерные виды получаемых частей).

В процессе разборки и расчленения (процедура 25) получают первичные конструкционные элементы, которые могут содержать несколько материалов - потенциальных вторичных ресурсов. Сортировка первичных конструкционных элементов (процедура 26) производится на основе сведений о содержании в них вторичных ресурсов. Эти сведения получают из каталога соответствующей составной части изделия в процессе разборки. При сортировке конструкционных элементов учитывается не только процентное содержание или относительное количество каждого материала в элементе конструкции, но также значимость конкретного материала и задание на утилизацию (например, отобрать все золотосодержащие элементы конструкции). В связи с этим в общем случае заданием на первичную утилизацию может быть предусмотрена сортировка первичных элементов конструкций по «n» различным группам вторичных ресурсов. Для этого должны быть подготовлены «n» групп единиц транспортной тары. Подготовка транспортной тары и ее идентификация по видам вторичного сырья, как было указано выше, входит в процедуру 22, выполняемую перед выездом к месту дислокации утилизируемого изделия.

Отсортированные по видам вторичного сырья первичные элементы конструкции утилизируемого изделия (полученные в результате сортировки по процедуре 26) укладываются соответствующие единицы транспортной тары 7 (процедуры 27₁, ..., 27_i, ..., 27_n) - согласно идентификации данных единиц транспортной тары.

Каждая единица транспортной тары после укладки и упаковки (процедуры 27₁, ..., 27_i, ..., 27_n) отправляется в места утилизации А_i соответствующего вида вторичного сырья - непосредственно.

При использовании изобретения отпадает необходимость выполнения сложных и дорогостоящих работ по демонтажу и транспортировке утилизируемого изделия на заводы для их глубокой разборки. Этим достигается технический результат, отличающий данный способ от способов-аналогов.

В отличие от прототипа, при использовании изобретения производится не частичная, а полная глубокая разборка всех составных частей изделия - до первичных (уже неразборных) элементов конструкции. Предусмотрено расчленение громоздких конструкций первичных конструкционных элементов на более мелкие части, пригодные для упаковки в транспортную тару 7. Сортировка полученных первичных элементов конструкции по видам содержащегося вторичного сырья производится на основе указаний, содержащихся в справочной базе 10 и в каталожной документации базы 11. Укладку отсортированных элементов конструкций по видам вторичного сырья (на основе указаний каталожной документации и задания на утилизацию) производят в идентифицированную транспортную тару 7. Это обеспечивает прямую (адресную) доставку каждого вида вторичного сырья к местам их переработки А_i, а также дополнительную защиту от возможных хищений в пути следования (за счет условных обозначений, принятых при идентификации тары).

Таким образом, обеспечивается достижение заявленного технического результата от использования изобретения.

Реализация изобретения основана на технических решениях и технологических операциях, известных из уровня техники.

Разработка и изготовление каталога составных частей изделия основывается на существующей конструкторской документации, по которой производилось изготовление утилизируемых изделий. В чертежах каждой детали (в соответствии с требованиями ЕСКД) указано содержание соответствующих материалов (тип, марка и количество). Порядок разборки устанавливается на основании сборочных чертежей на соответствующие составные части изделий и на входящие в них узлы и сборки (исходя из того, что последовательность разборки обратна последовательности сборки).

Ведение каталога в компьютере осуществляется теми же способами, что и известные электронные архивы (см., например, Европейский стандарт S 1000D 2.1, предусматривающий ведение электронных документов с включением интерактивных элементов).

Технологический инструмент и оборудование 6 для разборки при первичной утилизации на основе изобретения используется, в основном, аналогичный применяемому при техническом обслуживании, среднем и капитальном ремонте утилизируемых изделий. При этом, в случае морального старения отдельных видов инструментов и оборудования (прекращение производства), устаревшие типы инструментов и оборудования подлежат замене на более новые - с аналогичными техническими характеристиками. Например, вместо гаечных ключей с рычагом (для откручивания заклинивающих резьбовых соединений) могут быть применены автоматизированные ключи с электрическим приводом и т.п.

Идентификация тары по видам вторичных ресурсов может быть произведена на основе специально разрабатываемых справочников-классификаторов, в которых в одной колонке указывается подлинное наименование материала согласно конструкторской документации, а во второй колонке (напротив подлинного наименования каждого вида материала) указывается его условное алфавитно-цифровое наименование (например, А-1, Б-2 и т.д.). Копии справочника-классификатора идентификационных обозначений направляются в территориальный центр утилизации (для идентификации тары), в места первичной утилизации изделий и в места переработки вторичного сырья.

Для расчленения громоздких частей конструкции утилизируемых изделий используют типовое оборудование механической резки (например, электрические дисковые пилы), газовой резки (например, ацетиленовые горелки), электродуговой резки и т.п.

Реализация других процедур (просмотр каталогов, укладка элементов конструкции в транспортную тару, транспортировка к местам переработки вторичных ресурсов) очевидна и не требует специальных пояснений.

Таким образом, благодаря введению в состав мобильного комплекса фиг.1 дополнительного комплекта идентифицированной по видам вторичного сырья транспортной тары 7 и АСУ ПУ 8, включающей в свой состав компьютер 9 с базами данных 10 и 11, а также выносной терминал 12, достигается указанный технический результат от применения изобретения, а именно:

1) обеспечивается быстрая и эффективная разборка составных частей утилизируемого на месте дислокации изделия до уровня первичных элементов конструкции (включая расчленение крупногабаритных элементов конструкции на части с размерами, пригодными для укладки в транспортную тару);

2) обеспечивается быстрая и целенаправленная сортировка элементов конструкции разбираемых составных частей утилизируемого изделия в соответствии с видом, количеством и значимостью содержащегося вторичного сырья (благодаря оперативному доступу к каталожной базе 11 и справочной базе 10 с помощью выносного терминала 12);

3) упаковка каждой группы отсортированных по виду вторичного сырья элементов конструкции производится в единицы транспортной тары согласно идентификаторов видов сырья, нанесенных на данную единицу тары (что обеспечивает последующую адресную доставку каждой группы упакованных элементов конструкции непосредственно к месту переработки данного вида сырья А_i - без дополнительной сортировки в промежуточных пунктах);

4) обеспечивается эффективное автоматизированное управление последовательностью операций по технологическому процессу первичной утилизации сложных технических систем благодаря выносу терминала 12 непосредственно к местам разборки составных частей изделия - с обеспечением удаленного доступа к базам данных 10 и 11 в составе встроенной АСУ ПУ 8;

5) построение мобильного комплекса с составом и конструктивными связями согласно фиг.1 обеспечивает снижение затрат на утилизацию сложных технических систем (в частности отпадает необходимость промежуточных процедур по демонтажу и транспортировке предприятия для разборки изделий), сокращается продолжительность и трудоемкость работ по первичной утилизации на месте дислокации изделий (экономятся трудовые ресурсы) и снижаются требования к квалификации персонала (благодаря организации баз данных 10 и 11 в составе АСУ ПУ 8, а также благодаря организации оперативного удаленного доступа к информации в этих базах с помощью выносного терминала 12).

Недостаток квалификации персонала компенсируется справочной информацией из базы данных 10, каталожной информацией из базы данных 11, оперативно предоставляемыми по запросам с выносного терминала 12.

Реализация изобретения основывается на использовании технических решений существующего технического уровня.

В качестве составных частей 1, 2, ..., 6 используются технические средства, аналогичные одноименным техническим средствам, используемым в составе известных аналогов и прототипа.

Вводимая в состав мобильного комплекса фиг.1 автоматизированная система управления процессами утилизации 8 представляет собой специализированную встроенную автоматизированную информационную систему, предназначенную для решения рассмотренных выше задач управления технологическими процессами утилизации сложных технических систем на местах их дислокации фиг.2.

Встроенная АСУ ПУ 8 строится на основе компьютера 8, размещаемого в корпусе ремонтной мастерской 2 и подключенного к сети электропитания ремонтной мастерской 2. В качестве компьютера 8 используется серийный компьютер - сервер со средними характеристиками, выполненный с учетом требований к аппаратуре, транспортируемый в нерабочем состоянии и рассчитанный на пребывание в интервале температур в пределах от минус 40°С до плюс 60°С (с учетом климатической зоны применения комплекса фиг.1). Климатические условия при работе компьютера 9 обеспечиваются средствами жизнеобеспечения 3 и тентом, входящим в комплект корпуса ремонтной мастерской 2. На компьютер 9 устанавливается операционная система (например, одна из версий ОС класс Linux) и соответствующая типовая система управления базами данных (СУБД), поддерживающая ведение баз данных в виде символьной и графической информации. Компьютер 9 внутренней интерфейсной шиной соединен с автоматизированными технологическими рабочими местами, входящими в комплект технологического оборудования 6 мобильного комплекса фиг.1. В комплект компьютера, кроме системного блока, входят монитор, принтер, манипулятор (типа «мышь», «джойстик» или аналогичный), выполненные по соответствующей группе жесткости, рассчитанные на транспортировку в нерабочем состоянии.

Связь компьютера 8 с выносным терминалом 12 при удалении выносного терминала до 100 м может осуществляться по кабелю Ethernet (Fast Ethernet), а также по беспроводному интерфейсному каналу (например, по технологии «W_i-F_i» или «W_iMAX», по международным стандартам 802.11 или 802.16). В качестве выносного терминала 12 может использоваться серийный портативный компьютер типа «ноутбук», укомплектованный соответствующими интерфейсными средствами для связи с сервером 9. Благодаря связи портативного компьютера, играющего роль выносного терминала 12, по интерфейсному каналу с компьютером 8 (сервером) образуется информационная система по архитектуре «клиент-сервер». Подобная организация при укомплектовании сервера 8 и портативного компьютера 12 соответствующим прикладным программным обеспечением, позволяет реализовать весь комплекс рассмотренных ранее функциональных задач по управлению процессами утилизации сложной технической системы 13 на месте ее дислокации.

Таким образом, реализация изобретения полностью основывается на технических решениях, соответствующих существующему техническому уровню в предметной области технического обслуживания, ремонта и утилизации сложных технических систем (в частности - систем ВВТ).

Мобильный комплекс первичной утилизации сложных технических систем на местах их дислокации, содержащий самоходное транспортное средство и закрепленный на нем с возможностью передвижения корпус ремонтной мастерской, оснащенный средствами жизнеобеспечения, связи, навигации и топопривязки, технологическими рабочими местами, технологическим оборудованием по профилю первичной утилизации сложной технической системы, съемным защитным тентом с элементами крепления, отличающийся тем, что дополнительно содержит комплект транспортной тары, идентифицированный по видам вторичного сырья, встроенную автоматизированную систему управления процессами первичной утилизации на основе компьютера с размещенными в его памяти базой справочных данных по утилизируемой сложной технической системе, каталожной базой данных по составным частям утилизируемой технической системы, и выносного терминала автоматизированного рабочего места для управления первичной утилизацией составных частей утилизируемой сложной технической системы, соединенного каналом удаленного доступа с компьютером встроенной упомянутой автоматизированной системы управления процессами первичной утилизации, при этом перед выездом мобильного комплекса для проведения конкретного вида работ на конкретной сложной технической системе в базы данных упомянутой автоматизированной системы управления процессами первичной утилизации загружают документы по профилю данной сложной технической системы, по прибытии на место работ выносной терминал располагают на месте проведения работ непосредственно у каждой составной части сложной технической системы, подлежащей первичной утилизации.