Исторически сложилось так, что в нашей стране до последнего времени автомобиль при его создании оценивался с позиции производителя, его интересов и проблем. Это привело к тому, что принятые в автомобильной промышленности методы оценки качества по показателям отдельных свойств, причём в стандартных, зачастую весьма далеких от эксплуатационных условий, недостаточно отражали требования со стороны потребителя. Надо сказать, что и потребитель транспорта на заре отечественного автомобилестроения придавал особое значение лишь одному свойству автомобиля - надежности и не очень заботился о всесторонней оценке АТС при выборе их для эксплуатации, ибо при плановой экономике в государстве главной задачей транспортников было выполнение плана.

Оценка эффективности АТС, как известно, осуществляется при помощи обоснованной системы следующих показателей: единичных, обобщённых, комплексных и интегральных. Причём технический уровень АТС традиционно оценивается с помощью показателей эксплуатационных свойств по сравнению с автомобилем - аналогом, а качество - по сравнению с нормированными показателями.

Итак, в основе определения степени совершенства конструкции автомобиля лежит оценка его эксплуатационных свойств.

Однако, большинство научных работ выполненных в этой области относятся, в основном, к развитию теории автомобиля - научной основы его расчёта и проектирования. В них разработаны зависимости между конструктивными параметрами автомобиля и процессами его движения, выраженные математически или графически, которые позволяют оценивать технический уровень и качество автомобиля по значениям показателей отдельных эксплуатационных свойств.

В большинстве опубликованных работ авторы не ставили перед собой задач, направленных на повышение эффективности функционирования автомобиля в общей системе автомобильного транспорта. Обычно рассматривалось влияние какого-нибудь отдельно взятого параметра на некоторые показатели эксплуатационных свойств. Между тем, автомобиль является сложной технической подсистемой общей системы "автомобильный транспорт". Поэтому необходимо рассматривать в совокупности как его конструктивные параметры, так и его эксплуатационные показатели, достаточно полно характеризующие эффективность автомобиля (автопоезда) в общем транспортном процессе, что отвечает современной концепции развития автомобильного транспорта вообще и развитию специализированного автомобильного транспорта для строительства в частности.

Для полной научно обоснованной оценки технического совершенства конструкции автомобиля, выбора его технических и конструктивных параметров и. тем более, для их оптимизации необходима всесторонняя оценка приспособленности всех элементов конструкции автомобиля не только к движению, но и ко всем другим процессам, из которых складывается его эксплуатация - необходима оценка, основанная на изучении как эксплуатационных, так и потребительских свойств автомобиля.

Впервые методу оценки эксплуатационных свойств, охватывающих весь комплекс работы автомобиля, и способам экспериментального и расчётного определения их измерителей были посвящены работы Д.П. Великанова.

Принимая для системной связи между конструкцией автомобиля и эффективностью его использования в качестве основополагающей схему Д.П. Великанова: "элементы конструкции автомобиля - эксплуатационные качества - элементы эффективности использования - затраты на перевозки", следует сказать, что развитие методов такой оценки, ставящей своей главной целью расчётное или экспериментальное определение объективной связи элементов конструкции автомобиля с затратами на перевозки - основного критерия эффективности автомобиля, представляет собой постоянно усложняющуюся задачу из-за развития функций и конструкции автомобиля.

Ряд элементов конструкций автомобиля и его эксплуатационных свойств пока ещё не имеет отработанных методов оценки связи с затратами на перевозки, поэтому эта задача последовательно решается на протяжении многих лет поэлементно.

Основным обобщающим критерием технико-экономической оценки АТС, принятым на автомобильном транспорте, являются приведенные затраты на перевозки. Как известно, принцип оптимизации параметров любой транспортной машины заключается в решении "мини-максной" задачи: минимальные затраты при максимальной производительности. То есть, данная задача сводится к выявлению зон оптимальных значений исследуемых параметров, соответствующих экстремальным значениям комплексных показателей, принятых в качестве критериев оптимизации, причём максимальные значения относятся к техническим, а минимальные - к технико-экономическим комплексным показателям.

Такой подход имеет место и при решении проблемы выбора оптимальных параметров автомобиля (автопоезда). По критерию приведенных затрат на перевозки с использованием принятой методики можно оценивать любые существенные изменения в конструкции АТС, так как при этом изменяются и соответствующие эксплуатационные свойства. Однако, это возможно лишь при оценке уровня тех АТС, для которых разработаны укрупненные нормативы. Но эти нормативы разрабатываются на основе результатов эксплуатации, а стало быть, при оценке технического уровня новых АТС этот метод мало пригоден. Поэтому в автомобильной промышленности технический уровень новых АТС оценивают по комплексу показателей основных эксплуатационных свойств. Если большинство показателей превосходит или уступает не более чем на 10 % показателям аналога, делается вывод о соответствии конструкции АТС современным требованиям. В качестве аналога принимаются, как правило, несколько лучших изделий отечественного или зарубежного производства.

В ряде публикаций не без основания оценку эффективности АТС в заданных условиях эксплуатации предлагается определять (в дополнение к расчёту приведенных затрат) по трудоемкости, материалоемкости и энергоемкости перевозок. Энергоемкость есть ни что иное, как количество энергии, затраченной на единицу выполненной работы. Для автомобиля это будет расход топлива на единицу транспортной работы. Правда, в этом случае отсутствует оценка эффективности АТС по показателям его эксплуатационных свойств.

В сфере строительного производства автомобильный транспорт выступает как технологический и является составной частью обслуживаемых им производственных процессов. Специализированный подвижной состав стал основным видом транспортных средств, функционирующих в современном строительстве.

Выбору, обоснованию параметров САТС и разработке методов количественной оценки степени соответствия параметров транспортных средств технологическим процессам строительства с учётом конструктивных особенностей зданий и организационно - технических решений их возведения, определению эффективной области применения САТС посвящены труды работников самой строительной отрасли. В качестве определяющих параметры САТС в этих работах имеются факторы транспортных условий эксплуатации. Оптимальная грузоподъёмность подвижного состава обусловливается свойствами перевозимых

грузов, объёмами их потребления и расстоянием перевозки, а в качестве ограничений приняты возможности дорожного обеспечения. На этой основе разработаны модели: оптимизации комплексов машин и подвижного состава, обслуживающих производственный процесс, как по приведенным затратам, так и по соответствию их параметров; обеспечения рациональной загрузки САТС с учётом технологии производства работ и критерия эффективности всей системы строительного потока; обеспечения соответствия мощности строительного потока производительности выбранного комплекса машин с учётом воздействия на них случайных факторов; регулирования транспортно - технологических и производственных процессов с целью обеспечения максимальной их производительности. Разработанный метод позволяет произвести количественную оценку степени соответствия параметров подвижного состава и схем его работы мощности строительного потока и организационно - технологическим решениям. Впервые благодаря этому методу была выявлена целесообразность применения саморазгружающихся транспортных средств и установлены границы экономически выгодного использования этого вида САТС при перевозках мелкоштучных строительных материалов.

С использованием ЭВМ возможности исследования эксплуатационных свойств АТС и оценки совершенства их конструкции значительно расширились.

Использование ЭВМ позволяет расчётно-аналитическим путем выявлять влияние различных факторов на режимы движения АТС в конкретных дорожных условиях, производить в этих условиях оценку эксплуатационных свойств автопоездов различной специализации и оптимизировать их основные конструктивные параметры на начальной стадии создания автомобильной техники, экономя при этом, прежде всего, время и значительные материальные средства.

В НАМИ впервые был разработан и предложен метод расчётного воспроизведения на ЭВМ дорожных испытаний автомобилей с учётом переменного продольного профиля, позволяющий определить среднюю скорость и расход топлива на маршрутах различной сложности, а на ЦНИАП НАМИ разработаны методы математического моделирования дорожных испытаний автомобилей с использованием экспериментальных исходных данных и характеристик. Для расчётов показателей эксплуатационных свойств автомобилей (автопоездов) рекомендуются типизированные маршруты, полученные на основе статистической обработки и обобщения экспериментальных данных, режимометрирования дорог, нагрузочных и скоростных режимов движения.

Проф. Фаробиным Я.Е. предложен и разработан расчётно-теоретический метод оптимизации подвижного состава для конкретной трассы. В основе этого метода при выборе АТС, оптимального для заданных условий, в качестве главного технического требования к подвижному составу принята необходимость обеспечения максимальной производительности при минимальном расходе топлива. При таком требовании в качестве основного оптимизационного параметра был взят комплексный показатель оценки эксплуатационных свойств АТС - "удельная производительность", впервые примененный работниками Дмитровского автополигона НАМИ:

где:

W- часовая производительность, т.км/ч;

Q _S - расход топлива на данном маршруте, л/100 км;

γ— коэффициент использования грузоподъёмности;

q - номинальная грузоподъёмность, т;

v _ср - средняя скорость на маршруте, км/ч,

М _ап - полная масса АТС, т;

К _т - коэффициент материалоемкости АТС (отношение грузоподъёмности к полной массе).

Производительность любого средства производства, в том числе и автотранспортного (АТС), является основным техническим критерием эффективности и качества работы. Средняя скорость движения, как основная составляющая часть производительности, определяется совокупностью эксплуатационных свойств АТС, эксплуатационными условиями и поведением водителя, то есть зависит от взаимодействия основных звеньев системы: "АТС - дорога - водитель -окружающая среда". Первые два звена являются задающими, а два последующих звена - ограничивающими, так как их влияние всегда уменьшает потенциальную скорость движения, которую мог бы иметь автомобиль при полном использовании своих технических возможностей на данной дороге. Окружающая среда в любых условиях особенно сильно ограничивает потенциальную скорость посредством, в первую очередь, влияния транспортного потока и средств организации движения.

Среди эксплуатационных свойств АТС в работе выделена группа из семи свойств, непосредственно определяющих среднюю скорость движения:

- тягово-скоростные свойства;

- тормозные свойства;

- топливная экономичность (условно);

- проходимость;

- устойчивость;

- управляемость;

- плавность хода.

Главными из них по степени их влияния на среднюю скорость движения являются тягово-скоростные свойства, как формирующие предельно возможные максимальные скорости движения АТС. Тормозные свойства, проходимость, устойчивость, управляемость, плавность хода являются ограничивающими факторами по влиянию на среднюю скорость движения, то есть уменьшающими потенциальную скорость чистого движения. Топливная экономичность не оказывает непосредственно влияния на среднюю скорость движения, однако, не может не учитываться при оценке эффективности АТС, поскольку служит косвенным измерителем затраченной на транспортировку груза энергии.

Для удобства расчётов проф. Фаробиным Я.Е. при моделировании движения АТС по заданному маршруту на ЭВМ в качестве оптимизационного критерия применен критерий - "условная удельная производительность":

значение которого легко вычисляется по значению "удельной производительности" – W _Q при известном или заданном значении коэффициента материалоемкости АТС /K _m /. Теоретически была доказана возможность оптимизации АТС по полной массе (и собственно по грузоподъёмности при определенном соотношении между полной массой и грузоподъёмностью) с помощью критерия

W _q ’ . Для этого необходимо получить зависимости

v _ср = f ₁ (M _ап ) и Q _S = f ₂ (M _ап ) , путем математического моделирования на

ЭВМ. Получение этих зависимостей, в принципе, возможно и экспериментальным путем, но метод математического моделирования имеет ряд существенных преимуществ, и, прежде всего, в том, что сокращает сроки и материальные затраты при проведении такой работы.

Кафедрой "Автомобили" МАДИ (ТУ) была разработана модель непрерывного (безостановочного) движения АТС по конкретному междугороднему маршруту, которая просчитывала выходные параметры v _ср и Q _S без учёта воздействия на них водителя, других эксплуатационных свойств: тормозных свойств, устойчивости и управляемости, проходимости, плавности хода, а также ситуационных факторов (например, интенсивности движения), ограничений скорости, средств регулирования движения. В последующие годы под руководством Фаробина Я.Е. был выполнен ряд исследовательских работ, связанных в той или иной степени с оптимизацией параметров АТС и оценкой эффективности использования САТС при перевозках различных видов грузов, которые позволили усовершенствовать разработанную ранее модель в части учёта воздействия на движение АТС всего приведенного выше комплекса эксплуатационных свойств, ситуационных и других факторов.

Предложена система оценки совершенства конструкции грузового АТС с позиции обеспечения его эффективности в конкретных условиях эксплуатации. Основное место в ней занимает разработка комплекса методов оценки конструкции автомобиля применительно к современным экономическим условиям, общего для производителя и потребителя, причём основанного на интересах последнего. Впервые введено понятие "конструктивной эффективности" АТС, являющейся частью общей эффективности автомобильного транспорта, причём определяющей ее частью. В целом эффективность автомобильного транспорта зависит от: конструктивной эффективности АТС, эффективности организации перевозок, эффективности организации ТО, ремонта и хранения АТС, совершенства дорожной сети и организации движения. "Конструктивная эффективность рассматривается как возможность АТС определенным сочетанием его технических параметров обеспечить максимальную эффективность перевозок в конкретных условиях эксплуатации при соблюдении заданного уровня безопасности" .

При оценке "конструктивной эффективности" АТС следует иметь в виду, что это понятие предполагает учёт только свойств, определяющих эффективность выполнения транспортных задач, то есть степень совершенства АТС как движущейся машины.

Отдавая должное при оценке конструктивной эффективности АТС комплексному критерию - удельная производительность (W _Q ), оценку качества и технического уровня САТС для строительства, то есть совершенства его конструкции, заключающегося в соответствии эксплуатационных и потребительских свойств САТС конкретным условиям эксплуатации, недостаточно производить только по критерию конструктивной эффективности. Хотя, между понятиями "конструктивная эффективность АТС", "качество" и "технический уровень" существует тесная связь.

В соответствии с нормативными документами под качеством понимается "совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением", а технический уровень (уровень качества) - "относительная характеристика качества продукции, основанная на сравнении показателей ее качества в сопоставлении с нормативами или образцами, принятыми за эталон".

Поскольку понятие "конструктивная эффективность" предполагает учёт только свойств, определяющих эффективность выполнения транспортных задач при заданном уровне безопасности", большая группа показателей свойств САТС для строительства и, в первую очередь, потребительских свойств, под это понятие не подпадает. Некоторый перечень (не полный) таких показателей эксплуатационных и потребительских свойств следующий:

Свойства, относящиеся к уровню комфорта:

- удобство входа и выхода;

- удобство рабочей позы и сидения водителя;

- удобство управления скоростью, замедлением;

- оснащенность кабины соответствующим оборудованием спальное место, кондиционер, отопитель, пепельница и т.п.).

Социальные свойства:

- общественная потребность в АТС данного типа;

- объём неудовлетворенного спроса;

- доверие к торговой марке изготовителя;

- престижность обладания;

- время морального износа;

- обеспеченность сервисной сетью;

- приспособленность к утилизации;

- унификация конструкции;

- транспортабельность;

- возможность повторной продажи,

к ним можно добавить еще: обеспеченность сохранности перевозимых грузов и санитарно - гигиеническую обеспеченность.

Эстетические свойства:

- форма кузова;

- окраска;

- внешний и внутренний дизайн.

Нормативные документы в настоящее время подразделяют показатели качества на следующие группы:

- назначения;

- надежности;

- эргономические;

- экологические;

- безопасности;

- технологичности;

- эстетические;

- унификации;

- патентно-правовые;

- транспортабельности.

На основании проведенного анализа состояния вопроса с оценкой совершенства АТС следует, что понятие "качество АТС" является более широким понятием, в сравнении с "конструктивной эффективностью", хотя при оценке САТС решающее значение имеет уровень их конструктивной эффективности.

Целый ряд показателей эксплуатационных и потребительских свойств в настоящее время не имеет ещё своих измерителей, в связи с чем для оценки качества и технического уровня САТС для строительства в дополнение к комплексному критерию конструктивной эффективности - удельной производительности (W _Q ) целесообразно применить квалиметрический метод, базирующийся на положениях теории исследования операций.