Оценка технического уровня семейств автомобилей многоцелевого назначения на основе метода анализа иерархий

УДК 629.113

И.А. Плиев, к.т.н. / ФГУП «НАМИ»

Окончание. Начало в № 3 (62) 2010

Значимость свойств определялась не только их ролью при выполнении той или иной операции, но и трудоемкостью достижения требований, поэтому свойство «Защита от ОМП» стоит выше свойства «Защита от обычного оружия». Свойства «Профильная проходимость» и «Маневренность» важны для общей оценки технического уровня, однако они располагаются ниже свойства «Опорная проходимость», так как для их нормативного достижения требуется меньше усилий и их роль в рамках критерия «Подвижность» ниже. Свойства «Топливная экономичность» и «Стоимостные показатели» имеют для военной автомобильной техники определенное значение, но не основное.

Сказанное позволяет говорить о логичности ранжирования приведенных свойств применительно к АМН.

Для сравнения в табл. 5 приведено ранжирование свойств автомобилей «двойного» назначения. Кроме исключения из рассмотрения свойств, включенных в критерий «Специальные свойства», была изменена также значимость некоторых критериев, в частности, выросла весомость «Базовых свойств», «Безопасности», «Надежности», уменьшилась весомость критериев «Подвижность» и «Технологичность».


К числу наиболее значимых 10-ти свойств в табл. 5 относятся: управляемость, устойчивость, тормозные свойства, уровень выбросов ВВ, топливная экономичность, стоимостные показатели, тяговоскоростные свойства, опорная проходимость, плавность хода, безотказность. То есть на первый план выходят свойства, связанные с безопасностью. Сравнение с табл. 4 показывает, что для автомобилей «двойного» назначения значимыми становятся такие свойства, как «Уровень выбросов ВВ», «Стоимостные показатели», «Топливная экономичность», при этом свойства, имеющие отношение к подвижности автомобилей, также востребованы.

Следует обратить внимание, что и для АМН, и для автомобилей «двойного» назначения важным свойством является «Прочность кабин грузовых автомобилей», которое на практике реализуется в Правилах №29 ЕЭК ООН.

Каждое из вышеназванных свойств оценивалось единичными показателями с их численностью от одного до четырех. Для примера в табл. 6 показаны нормализованные оценки вектора приоритета и значения глобальных приоритетов показателей, которые относились к свойству «Профильная проходимость».


Количество единичных показателей в критериях: «Базовые свойства» — 11 показателей, «Безопасность» — 22, «Подвижность» — 21, «Надежность» — 8, «Технологичность — 9, «Специальные свойства» — 13, всего — 84 показателя.

Попытаемся оценить с помощью разработанной методики три семейства автомобилей многоцелевого назначения: «Мустанг», «Мотовоз» и «Гараж». Последнее семейство разрабатывалось в рамках НИР «Гараж-2.1» в 2003-2006 гг.

В каждое семейство входят следующие автомобили:

- «Мустанг»: КАМАЗ-4350 типа 4х4 класса грузоподъемности 4,0 т бескапотной компоновки; КАМАЗ-5350 типа 6х6 класса грузоподъемности 6,0 т бескапотной компоновки; КАМАЗ-6350 типа 8х8 класса грузоподъемности 10,0 т бескапотной компоновки;

- «Мотовоз»: Урал-43206 типа 4х4 класса грузоподъемности 4,0 т капотной компоновки; Урал-4320 типа 6х6 класса грузоподъемности 6,0 т капотной компоновки; Урал-5323 типа 8х8 класса грузоподъемности 10,0 т бескапотной компоновки;

- «Гараж»: Гараж-4х4 класса грузоподъемности 4,0 т бескапотной компоновки; Гараж-6х6 класса грузоподъемности 6,0 т капотной компоновки; Гараж-8х8 класса грузоподъемности 10,0 т бескапотной компоновки.

Таким образом, оценивалось 9 автомобилей (альтернатив) с общим количеством попарных сравнений 756. Как уже было сказано выше, сначала проводилась сравнительная оценка автомобилей с одинаковой колесной формулой и одного класса грузоподъемности, при этом сумма обобщенных критериев сравнения этих автомобилей должна быть равна 1. Затем оценивался технический уровень семейств в целом.

В ходе анализа исследовалась также возможность проведения сравнительных оценок уровня автомобилей (альтернатив) по какому-либо из показателей по их конкретным значениям, а не с использованием шкалы Т. Саати. Это бы позволило автоматизировать проведение расчетов. Рассмотрим это на примере показателя «Максимальная скорость движения» для автомобилей типа 6х6: КАМАЗ-4350 — 100 км/ч, Урал-43206 — 85 км/ч, Гараж–4х4 — 120 км/ч.

В табл. 7 приведены нормализованная оценка вектора приоритета и значения глобального приоритета по действительным значениям максимальной скорости. Как видно из таблицы, несмотря на значительную разницу скоростей и определенные сложности для конструкторов по обеспечению скорости 100 км/ч, и, тем более, 120 км/ч, нормализованные оценки вектора приоритета у разных моделей отличаются незначительно.


При оценке АМН в отношении их максимальных скоростей по шкале соотношений Т. Саати (табл. 8) нормализованные оценки вектора приоритета различаются значительно, в частности, у автомобиля Гараж4х4 и автомобиля Урал-43206 — практически в 9 раз.


Такая разница при использовании того или иного метода оценок говорит о необходимости применять в расчетах единый подход с использованием шкалы соотношений Т. Саати (табл. 1), иначе значимость (весомость) отдельных показателей нивелируется. Расчеты с использованием напрямую численных значений тех или иных показателей возможны при их различии друг от друга по моделям автомобилей в несколько раз.

На рис. 2 показана итоговая оценка технического уровня отдельных автомобилей трех семейств АМН, откуда видно, что требования, заложенные в автомобили семейства «Гараж», действительно были рассчитаны на длительную перспективу и при их выполнении эти автомобили значительно превосходят серийные. Определенный минус при оценке АМН «Гараж» состоит в том, что часть показателей не подтверждена экспериментально и принята в соответствии с техническим заданием.


При этом сравнение автомобилей КАМАЗ и Урал показывает, что их технический уровень незначительно отличается друг от друга. У автомобилей Урал лучше показатели по базовым свойствам, практически одинаковы по безопасности, но хуже по подвижности и специальным свойствам. Надежность автомобилей КАМАЗ и Урал оценена одинаково. Из рассматриваемых моделей автомобиль Урал-4320 уступает автомобилю КАМАЗ-6350 в наименьшей степени — всего на 2,6%, остальные чуть больше.

Технический уровень семейств АМН в целом показан на рис. 3. В данном случае представленные значения являются собственными векторами матриц от значений технического уровня каждого автомобиля семейства, т.е. средним геометрическим этих значений.


Из представленной диаграммы видно, что семейство АМН «Мустанг» (КАМАЗ) по техническому уровню на 4,7% опережает семейство автомобилей «Мотовоз» (ОАО «АЗ Урал»), в то время, как семейство автомобилей «Гараж» опережает семейство автомобилей «Мотовоз» на 60%, а «Мустанг» — на 53%.

Сравнение автомобилей «двойного назначения» рассматриваемых семейств (с изменением значимости некоторых критериев и свойств по сравнению с АМН, исключением из рассмотрения свойств, относящихся к критерию «Специальные свойства») приведено на рис. 4.


Из рисунка видно, что технический уровень автомобилей семейства «Гараж» также намного превосходит уровень серийных автомобилей КАМАЗ и УРАЛ, при этом оценки перераспределились — автомобили Урал оказались лучше в классе 4х4 и 6х6, и по-прежнему уступают автомобилям типа 8х8.

Соответственно, изменился технический уровень семейств автомобилей «двойного назначения» в целом (рис. 5). Семейство автомобилей «Гараж» на 53%, а семейство автомобилей Урал на 1,6% превышают технический уровень семейства автомобилей КАМАЗ. Таким образом, армейские автомобили Урал несколько уступают армейским автомобилям КАМАЗ, но превосходят их, как полноприводные автомобили гражданского («двойного») назначения.


Таким образом, метод Т. Саати оказался универсальным и работоспособным методом как для определения коэффициентов значимости критериев, свойств и единичных показателей, так и для окончательной оценки технического уровня конкретных моделей (альтернатив).

Разработанный метод оценки технического уровня полноприводных автомобилей позволяет провести ранжирование свойств, имеющих отношение к автомобилям многоцелевого назначения и автомобилям «двойного назначения», выбрать основные свойства, которые требуют наибольшего внимания при разработке теории и конструкции транспортных средств, оценить технический уровень вышеперечисленных автомобилей, а также оценить технический уровень семейств автомобилей в целом. К числу наиболее значимых свойств для АМН относятся: тягово-скоростные свойства, опорная проходимость, плавность хода, управляемость, устойчивость, тормозные свойства. К числу свойств, которыми крайне целесообразно заниматься при увеличении безопасности автотранспортных средств, относится прочность кабин грузовых автомобилей.

Список литературы

1. ОСТ 37.001.426–85 Система показателей качества продукции. Автомобили многоцелевого назначения. Номенклатура показателей и методы оценки технического уровня и качества. Министерство автомобильной промышленности. М.: 1999 — 15 с.

2 . Плиев И.А., Вержбицкий А.Н. Методика оценки технического уровня АТС многоцелевого назначения // Автомобильная промышленность. — 1999. — №11. — С. 34 — 36.

3. Методы оценки эффективности полноприводной автомобильной техники. Под общей редакцией Шипилова В.В. — Бронницы, 2005. — 144 с.

4. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. — М.: Радио и связь, 1993. — 278 с.