Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Проектирование и конструкция судов

Диссертационная работа:

Макеев Глеб Анатольевич. Разработка теоретических основ и практических методов оптимизации количественного и качественного состава флота судов обслуживания морских буровых установок : диссертация ... кандидата технических наук : 05.08.03 / Макеев Глеб Анатольевич; [Место защиты: ГОУВПО "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет"].- Санкт-Петербург, 2009.- 211 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава 1. Аналитическое исследование принципов формирования флота
обслуживания МБУ 23

1.1 Потребности МБУ в обслуживании 23

  1. Эволюция развития МБУ 23

  2. Современная укрупненная классификация МБУ 29

  3. Расходование МБУ технологических запасов 34

  4. Операции по обслуживанию МБУ 35

1.2 Суда обслуживания МБУ 38

  1. Развитие обслуживающего флота. Состав обслуживающего флота 38

  2. Буксиры 43

  3. Ледоколы 48

  4. Противопожарные суда 53

  5. Спасательные суда 58

  6. Суда снабжения буровых установок 62

  7. Многофункциональные суда обслуживания 67

1.3 Выводы по главе: исследование функций и особенностей судов флота
обслуживания МБУ 70

Глава 2. Разработка методики проектирования судов обслуживания МБУ для
начальной стадии 73

2.1 Проектирование судов обслуживающего флота 73

  1. Проектирование буксиров 75

  2. Проектирование ледоколов 88

  3. Проектирование противопожарных судов 98

  4. Проектирование спасательных судов 107

  5. Проектирование судов снабжения буровых установок 115

  1. Проектирование многофункциональных СОФ 125

  2. Выводы по главе. Методика проектирования СОФ в первом приближении 130

Глава 3. Разработка методических положений по определение необходимого
количества судов обслуживания МБУ 131

  1. Физические модели функционирования СОФ 132

  2. Определение количества судов на основе физической потребности МБУ в обслуживании 133

  3. Определение количества многофункциональных СОФ 138

3.4. Определение достаточности количества судов обслуживания с
использованием теории массового обслуживания (ТМО) 139

3.5. Выводы по главе. Расчет количества СОФ 146

Глава 4. Разработка методов технико-экономического обоснования выбора
рационального состава обслуживающего флота 147

  1. Приведение разновременных стоимостных показателей к единому времени 149

  2. Определение строительной стоимости судов 152

  1. Определение строительной стоимости специализированных судов обслуживающего флота 152

  2. Определение строительной стоимости многофункциональных судов обслуживающего флота 155

4.2 Расчет эксплуатационных расходов 164

4.3. Выводы по главе. Стоимость постройки и расходы на эксплуатацию

СОФ 175

Глава 5. Разработка методов оптимизации флота обслуживающих судов 176

5.1. Проектирование обслуживающего флота с использованием величины

строительной стоимости в качестве критерия оптимизации 177

5.2 Проектирование обслуживающего флота с использованием величины
эксплуатационных затрат в качестве критерия оптимизации 178

  1. Проектирование обслуживающего флота с использованием величины комплексных затрат жизненного цикла СОФ в качестве критерия оптимизации 179

  2. Выводы по главе. Оптимизация как путь поиска рационального состава флота 179

Глава 6. Структурированный алгоритм проектирования флота, обслуживающего

МБУ 180

Заключение 185

Литература 190

Приложение А. Индексы цен производителя (РРІ) 204

Приложение Б. Примеры расчетов с использованием разработанных методов

определения параметров СОФ 208

Приложение В. Реализация методики проектирования флота на ЭВМ 224

Введение к работе:

Актуальность исследований. В Федеральной целевой программе «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации № 103 от 21 февраля 2008 г, подчеркивается, что одной из основных ниш для российского судостроения в ближайшие и более отдаленные годы будет создание технических средств освоения богатейших месторождений углеводородов на континентальном шельфе замерзающих морей Арктики и Дальнего Востока. Формирование морских комплексов по добыче углеводородного сырья, состоящих из добывающих и добывающе-перерабатывающих плавсооружений, судов обслуживания, а также транспортных судов, явится в будущем важным полем деятельности судостроения и судоходства России.

Создание обслуживающих флотов может проходить различными путями. Один из таких путей, по которому часто идут эксплуатирующие организации - вариант немедленного удовлетворения возникающих потребностей путем создания или переоборудования объектов и судов, решающих конкретную задачу. Обслуживающий флот, формируемый по этой модели, часто оказывается нерациональным по составу, и нередко процесс формирования обслуживающего флота длится на протяжении всего срока эксплуатации месторождения.

Последнее время пристальное внимание уделяется освоению морских нефтяных и газовых месторождений и проектированию судов обслуживающего нефте- и газодобычу на шельфе флота. По этой тематике следует отметить работы В.А.Беляшова, Б.А.Вихмана, A.M. Григорьева, А.Е. Горигледжана, А.Д. Зимина, А.Б. Карташева, О.И. Лисагора, В.Н.Киреева, Г.К.Крупнова, В.А.Мацкевича, В.В.Минина, Ю.Б.Могутина, О.П.Орлова, И.П. Очевой, А.С. Портного, Ю.Н. Семенова, Ю.А.Симонова.

Однако до настоящего времени не существует общепризнанных методов формирования обслуживающих морские буровые установки (МБУ) комплексов. Анализ работ по обозначенной тематике показывает, что и проблема комплексной оптимизации состава флота судов, обслуживающих морскую добычу, в полной мере не была решена.

Преимущества комплексного проектирования морской техники для конкретных МБУ очевидны, т.к. в этом случае появляется возможность заранее определять требуемые типы обслуживающих судов, оптимизируя обслуживающий флот по составу, минимизируя затраты на создание и эксплуатацию флота. При таком подходе возникает также возможность оценки ряда вариантов состава обслуживающего флота, что весьма важно, поскольку проблема обслуживания морских буровых установок должна решаться исходя из общей эффективности работы флота, а не отдельных судов.

Целью работы является разработка теоретических основ и создание практических методов формирования и оптимизации состава флота, обслуживающего добычу углеводородного сырья на шельфе и состоящего из буксиров, ледоколов, судов снабжения, спасательных и пожарных судов, в обеспечение чего подлежали решению вопросы: - определения необходимого количества судов различных типов, для конкретного месторождения;

целесообразности использования в составе флота многофункциональных судов і определения оптимальной степени их универсализации;

выбора критерия оптимизации;

определения основных элементов и характеристик судов входящих і обслуживающий МБУ флот.

Базой для выполнения поставленных целей стало проведение комплексной исследования опыта постройки, проектирования и эксплуатации судов, участвующих і обслуживании МБУ.

Методика выполнения исследований по реализации обозначенных зада1 заключается в разработке теоретических положений, физических и математически, моделей функционирования флота, создании прикладного программного продукта і проведении ряда расчетных экспериментов.

Теоретической и методологической основой данной работы являются в перву очередь основные методики и аппарат теории корабля и теории проектирования судов При формулировании и решении задач обоснования состава обслуживающего фло использован аппарат теории массового обслуживания, методы имитационного аппроксимационного моделирования. В исследованиях технико-экономически показателей флота использовались методы интерполяционного анализа, экономическо теории и оптимизации.

Анализировались статистические материалы, техническая документації конструкторских бюро отрасли, а также данные, накопленные эксплуатирующим организациями, судовладельцами и пароходствами.

Научная новизна работы заключается в получении следующих результатов:

разработаны теоретические основы и методика проектировани рассматриваемых типов судов обслуживающего флота (СОФ), позволяющие первом приближении выбирать их размерения и другие характеристики;

формализован принцип определения рациональной степени универсализаци судов отдельных типов из условий конкретных месторождении и и географического местоположения;

создан метод определения необходимого количества судов обслуживания опирающийся на физические модели функционирования СОФ и использующи аппарат теории массового обслуживания;

разработан метод определения строительной стоимости рассматриваемых судо обслуживания МБУ;

разработан метод оценки и прогнозирования величин будущи эксплуатационных затрат судов рассматриваемых типов;

предложен метод применения индексов цен производителей в качеств коэффициентов-дефляторов для приведения разновременных затрат к едином уровню;

предложен критерий ND213 для определения ледопроходимости ледоколов последующего выбора их элементов;

- создан метод формирования и оптимизации состава обслуживающего МБУ

флота. Таким образом, на защиту выносятся результаты комплексного научного сследования, посвященного разработке метода формирования оптимального по составу лота судов, обслуживающих морскую газо- и нефтедобычу.

Практическая ценность. В рамках работы созданы расчетные алгоритмы пределения элементов судов, предназначенные для использования при проектировании ак отдельных судов рассматриваемых типов, так и флота в целом.

Разработан метод определения необходимого количества судов обслуживающего лота, позволяющий производить проектные расчеты для специализированных и для ногофункциональных судов.

Важным аспектом разработанного метода проектирования обслуживающего флота вляется использование в его структуре цикличного алгоритма оптимизации, озволяющего добиваться рационального состава флота.

Значимым результатом работы является получение возможности определения

юительной стоимости и прогнозирования эксплуатационных расходов

служивающего флота.

Все упомянутые алгоритмы и расчетные методики носят прикладной характер и

еют соответствующую направленность, будучи предназначенными для использования

основном проектантами. На основании разработок создан программный продукт,

томатизирующий расчеты, предусматриваемые методом формирования и оптимизации

остава обслуживающего флота, что упрощает применение расчетного аппарата.

Достоверность результатов исследования подтверждается близостью определяемых помощью разработанного метода характеристик судов с характеристиками судов, аходящимися в настоящее время в эксплуатации. Обоснованность и достоверность аучных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, одтверждается представленными в работе тестовыми расчетами, а также результатами использования в специализированных организациях, на предприятиях удостроительной промышленности.

Реализация работы. Основное внимание в работе уделяется внешней задаче

роектирования, где решаются вопросы формирования и оптимизации состава

бслуживающего флота, целесообразности использования многофункциональных судов

бслуживания. Однако рассматривается и внутренняя задача, в части установления и

ализа связей между основными элементами и характеристиками судов

ассматриваемых типов и требований к ним.

В данной работе предлагается метод оптимизации количественного и качественного

лава обслуживающего флота по критерию минимальных финансовых затрат, который

озволяет, помимо решения задачи рационального формирования флота, уже на ранней

іадии проектирования определить ориентировочные характеристики судов

ассматриваемых типов. В соответствии с концепцией, заложенной в основу данной

аботы, предварительное формирование флота обслуживания МБУ и проектирование

ходящих в его состав судов осуществляется при минимуме исходных данных о

месторождениях и объектах обслуживания. Разработанная методика проектирования судов обслуживающего флота позволяет материализовать «идею судна» в виде технического задания, где формулируются исходные значения основных технико-эксплуатационных характеристик, которые, в свою очередь, предполагается уточнять в процессе дальнейшего проектирования.

Апробация работы. Результаты научных исследований использовались при выполнении НИР, связанных с выполнением ФГУП «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова» плановых работ по тематике гражданского судостроения. В частности, нашли применение методы определения количества судов обслуживания МБУ, определения стоимости проектируемых судов рассматриваемых типов и оценки величины эксплуатационных затрат.

Методические положения и основные тезисы, изложенные в диссертации, использовались в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете в качестве материала для обучения студентов по курсам дисциплин проектирования гражданских судов.

Результаты исследований соискателя использовались в ОАО «ЦКБ «Айсберг» при выполнении работ по проектам. Был использован также предложенный в диссертации метод расчета эксплуатационных расходов для определения статей соответствующих затрат проектируемых судов.

Внедрение результатов диссертационной работы на ОАО «Балтийский завод», ОАО СЗ «Северная верфь» заключается в принятии к применению расчетных методов определения строительной стоимости судов на ранней стадии их создания, а также методов прогнозирования эксплуатационных расходов.

Материалы и результаты исследований докладывались на семинарах, проводившихся в рамках международных выставок «Нева -2007» и «RAO/CIS Offshore 2007», а также в рамках научно-технического семинара «Секции НТО им. акад. А.Н. Крылова 2007» на кафедре «Проектирования судов» СПбГМТУ.

Публикации. Основные материалы исследований отражены в шести публикациях автора, в том числе четырех статьях в журналах «Морской вестник» и «Судостроение». Все работы выполнены без соавторов.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 203 страницы основного машинописного текста, в том числе 58 рисунков и графиков, 14 таблиц, список литературы из 179 наименований, 3 приложения.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net