Istraživanja i projektovanja za privredu - Research and Design in Commerce and Industry - broj 25 by JAES

IMPRESSUM

Naučno-stručni časopis ISTRAŽIVANJA I PROJEKTOVANJA ZA PRIVREDU Journal RESEARCH AND DESING IN COMMERCE & INDUSTRY Časopis od nacionalnog značaja Radovi se indeksiraju preko SCOPUS-a

Journal of natonal importance Papers are indexed by SCOPUS

Rešenjem Ministarstva za kulturu i informisanje časopis je upisan u Registar javnih glasila pod brojem 3516. Resorno ministarstvo uvrstilo je časopis u spisak referalnih časopisa. Indeksiranje radova se vrši kroz abstraktnu bazu Elsevier Bibliographic Databases koja uključuje EMBASE, Compendex, GEOBASE, EMBiology, Elsevier BIOBASE, FLUIDEX i SCOPUS. ISSN 1451-4117 UDC 33 Izdavač - Publisher Institut za istraživanja i projektovanja u privredi Vatrosava Lisinskog 12 A, 11000 Beograd www.iipp.rs Za izdavača: Prof. dr Branko Vasić Glavni urednik – Editor in chief Prof. dr Jovan Todorović

Odgovorni urednik - Assistant editor Dr Predrag Uskoković

Uređivački odbor Editorial board

Međunarodni uređivački odbor International editorial board

Izdavački savet Publisher board

Prof. dr Jovan Todorović, Mašinski fakultet, Beograd; Dr Predrag Uskoković, JKP Beogradski vodovod i kanalizacija, Beograd; Prof. dr Gradimir Danon, Šumarski fakultet, Beograd; Doc. dr Dušan Milutinović, Saobraćajni institut CIP, Beograd; Mr Đorđe Milosavljević, CPI - Centar za procesno inženjerstvo, Beograd; Prof. dr Miodrag Zec, Filozofski fakultet, Beograd; Prof. dr Nenad Đajić, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd; Prof. dr Vlastimir Dedović, Saobraćajni fakultet, Beograd.

Dr Robert Bjeković, Nemačka; Prof. dr Jozef Aronov, Rusija; Dr Jezdimir Knežević, Engleska; Dr Nebojša Kovačević, Engleska; Dr Jelica Petrović, SAD; Adam Zielinski, Poljska; Dr Peter Steininger, Austrija.

Nebojša Divljan, Delta Generali, Beograd; Prof. dr Miloš Nedeljković, Mašinski fakultet, Beograd; Milutin Ignjatović, Saobračajni institut CIP, Beograd; Dr Srećko Nijemčević, Ikarbus, Beograd; Mr Slaven Tica, Saobraćajni fakultet, Beograd; Dr Miljko Kokić, Zastava, Kragujevac; Dr Zdravko Milovanović, Vlada Rep. Srpske, Banja Luka; Dr Drago Šerović, Jadransko brodogradilište, Bijela; Vladimir Taušanović, JKP BVK, Beograd; Nenad Jankov, TE Kostolac B, Kostolac; Ljubiša Vuletić, Narodna Banka Srbije, Beograd; Slobodan Jovanović, Preduzeće za puteve, Beograd.

Redakcija Editorial office Dr Dejan Curović, Mašinski fakultet, Beograd; Nada Stanojević, Institut za istraživanja i projektovanja u privredi; Radomir Milenković, Mašinski fakultet, Beograd; Nikola Novaković, Institut za istraživanja i projektovanja u privredi.

Štampa - Printed by R - print, Beograd Tehnička obrada - Design and prepress IIPP Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana.

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

OD UREĐIVAČKOG ODBORA Godine koje su za nama, ma kakve u stvari bile, a kako to u pričama uvek biva, postale su stara dobra vremena. Ceo svet je pritisla kriza u kojoj niko ne prolazi dobro ali ne ni svi isto jer teret nije ravnomerno i „pravično“ podeljen. Ekonomisti očekuju da će 2010. godina biti za svetsku privredu „izlaz iz tunela“. Posebno pitanje je da li im treba baš verovati, s obzirom da su to oni isti koji nisu bili u stanju (ili nisu smeli) da predvide i preduprede sadašnju krizu. Ukoliko su u pravu to bi značilo da nas sve čeka novi ciklus razvoja. Novu „trku“ neke zemlje počinju sa „pol“ pozicije, a neke tek oslobođene „kaznenih“ poena iz ranijih „trka“ sa kraja kolone. Budući održivi društveni i privredni razvoj Srbije neće biti moguć, ušli mi u EU ili ne, samo uz stranu finansijsku i/ili materijalnu podršku, odnosno neće biti moguć bez domaće nauke i istraživanja i bez sopstvenih znanja. Vlada Srbije je svesna toga. Pitanje je samo da li je ono što je dosada uradila i što namerava da uradi u tom pravcu celishodno i da li može doneti pozitivan rezultat. Ko se bavi crnom metalurgijom ili je bar slušao nešto na tu temu zna da legirajući elementi, kao hrom ili nikl na primer, deluju povoljno na svojstva čelika ali samo ukoliko je njihovo učešće veće od određenog procenta. To može ali i ne mora važiti u finansiranju nauke i tehnološkog razvoja. U 2008. godini učešće sredstava za nauku iznosilo je svega 0,3% od BND ili oko 100.000.000 €. Kada se ova sredstva raspodele na 20.000 istraživača to je bruto 5.000 € godišnje za plate i materijalne troškove istraživanja. Treba reći da postoje i neki izvori finansiranja za ove namene, kao što je NIP, saradnja sa privredom. Saradnja instituta i univerziteta sa privredom je veoma mala i iznosi oko 25% od budžetskih sredstava, odnosno oko 25.000.000 €. Veći deo ovih sredstava nije rezultat transfera znanja več rutinskih poslova instituta i fakulteta. Formalni rezultati, kao što su broj publikovanih radova u inostranstvu, broj patenata i doktorata su veći iz godine u godinu ali onaj krajnji i najvažniji rezultat uticaj nauke na brži tehnološki razvoj privrede je objektivno mali. To se vidi iz podataka da se Srbija nalazi na repu liste Svetskog ekonomskog foruma za 2008. godinu. Srbija je u odnosu na prethodna istraživanja napravila veliki korak unazad i sada je na 93. mestu od 133 zemlje koje skupa stvaraju 98% svetskog bruto proizvoda. Od evropskih zemalja samo su Albanija i Bosna i Hercegovina iza nas. Sličan pad je zabeležen i u oblasti transfera tehnologija, odnosa plaćanja i produktivnosti, raspoloživosti istraživača i inženjera, saradnje univerziteta i privrede,... Bez obzira da li je to posledica bržeg razvoja drugih ili našeg zaostajanja takvo stanje bi se u novom ciklusu razvoja moralo promeniti. Srbija ovih dana usvaja strategiju naučnog i tehnološkog razvoja Republike Srbije za period od 2009. do 2014. godine. Strategijom je previđeno da bi sredstva koja se ulažu u nauku trebala da budu trostruko veća od sadašnjih. Bila bi pre svega usmerena na oblasti za koje se očekuje da će doneti najbrži i najveći boljitak u narednim godinama. Svi su svesni da su ova sredstva još uvek mala u apsolutnom iznosu i u odnosu na BND, da je pitanje da li mogu imati nekakav „uticaja“ na privredu. Međutim, mora se voditi računa i da je „kapacitet“ naučnog kompleksa narušen višegodišnjom nemaštinom i da verovatno ne bi mogao ni da prihvati i iskoristi veća sredstva. Stoga je i predviđeno da se deo budućih sredstava usmeri upravo u povećanje kapaciteta kroz školovanje naučnog podmlatka, izgradnju infrastrukture i reorganizacije naučnih ustanova. Prepoznata je i važnost međunarodne saradnje u kojoj bi rezultate ostvarene zajedničkim radom domaćih i stranih istraživača zemlje učesnice kasnije zajednički koristili. Po ugledu na razvijene zemlje određeni su i odgovarajući prioriteti. Mogući problem može biti što su uzori bile zemlje privredno daleko jače od naše u kojima osim razvijene mreže instituta i univerziteta postoji i razvijena istraživačka infrastruktura u kompanijama. Ove jedinice su stvarni nosioci tehnološkog razvoja koje stvaraju krajnje rezultate, konkretne proizvode za tržište. Za tu namenu kompanije troše ogromna sredstava. Razvoj jednog modela automobila verovatno košta značajno više od celog našeg budžeta za nauku. Ove države kroz fondove za nauku podržavaju samo deo svih istraživanja i to ona čija je komercijalizacija neizvesna i nije moguća u dogledno vreme, a sa namerom da održe tehnološki nivo sopstvene privrede. Ostalo finansiraju druga ministarstva i same kompanije. Privreda i država u tim zemljama su ravnopravni partneri na istom poslu što kod nas nažalost nije slučaj. U Srbiji više nema značajnijih naučnih kapaciteta izvan instituta i univerziteta. Urušavanje je počelo još krajem prošlog veka. Uzroci su nedostatak investicija, tranzicija, sankcije i odsustvo interesa države za pokretanje novih projekata. Sada kada glavnina investicionih sredstava potiče iz stranih izvora (krediti, direktne investicije, donacije...) za očekivati je da se prednost daje „znanjima“ iz zemalja odakle novac potiče. Drugi problem razvoja domaće nauke vezan je za uključenje naših firmi nakon privatizacije u svetske sisteme. To svakako podrazumeva povećanje tržišta, prihoda i plata, ali i prenošenje razvoja iz Srbije u neke druge sredine, što podrazumeva odlazak najsposobnijih, ali i gubljenje interesa tih kompanija za tu vrstu kadrova u budućnosti. Iz svega ovoga proizlazi da budućnost nauke u Srbiji ne izgleda previše svetla. Lično verujem da nije tako. Mislim da stanje treba sagledati realno i doneti odgovarajući program za dalji rad. To bi mogla biti i ponuđena Strategija ali uz odgovarajuće modifikacije. Verujem da „kritična masa“ istraživača i inženjera još uvek postoji i da bi se ona uz odgovarajući program mogla pokrenuti i pomoći Srbiji da učestvuje u „trci“. Kakva bi u svemu tome bila uloga naučnih časopisa uključujući i našeg? Ministarstvo je, kao inicijator Strategije, prepoznalo važnost domaćih naučnih i stručnih časopisa u njenoj realizaciji. „Akt o uređivanju naučnih časopisa“ namenjen je izdavačima i uredništvima naučnih časopisa i ima cilj da uredi oblast izdavanja. Bilo nam je drago što većinu preporuka iz Akt-a naš časopis ispunjava. Osnovni posao Uredništva je da obezbedi da se rezultati domaćih i stranih istraživača, uz proveru njihove originalnosti, tačnosti i relevantnosti, predstave što široj naučnoj javnosti. U ovom momentu časpis „Istraživanja i projektovanja za privredu“ ima rang nacionalnog naučnog časopisa i mi kao Uredništvo time moramo biti zadovoljni. Nove inicijative kao što su pokretanje elektronske verzije časopisa nadamo se da će nam obezbediti još veći broj čitalaca i izdavanje časopisa u finasijskom smislu učiniti održivim. Svesni smo da veća dostupnost časopisa ne može sama podići rejting časopisa ali se nadamo da ćemo to uz Vaše priloge u narednoj godini i uspeti. Prof. dr Gradimir Danon

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

SADRŽAJ

Predrag Gavrić, Gradimir Danon, Vladimir Momčilović, Steva Bunčić EKSPLOATACIJA I ODRŽAVANJE PNEUMATIKA KOMERCIJALNIH VOZILA

1-10

EXPLOATATION AND MAINTENANCE OF COMERCIAL VEHICLE TIRES

Saša Marković, Zoran Marinković, Peđa Milosavljević, Boban Nikolić SIMULACIJA MONTAŽE SEDIŠTA U BMW FABRICI U LAJPCIGU

11-16

SIMULACIJA MONTAŽE SEDIŠTA U BMW FABRICI U LAJPCIGU

Snežana Kaplanović, Jelica Petrović, Ivan Ivković EKONOMSKI INSTRUMENTI U FUNKCIJI ODRŽIVOG RAZVOJA DRUMSKOG SAOBRAĆAJA ECONOMIC INSTRUMENTS IN FUNCTION OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF ROAD TRANSPORTATION

17-22

Ilija Đekić PRIMENA ALATA KVALITETA AUTOINDUSTRIJE U DRUGIM GRANAMA INDUSTRIJE APPLICATION OF QUALITY TOOLS AUTO INDUSTRY IN OTHER BRANCHES INDUSTRY

Ninoslav Zuber, Hotimir Ličen, Aleksandra Klašnja – Miličević APPLIED REMOTE CONDITION MONITORING OF THE BUCKET WHEEL EXCAVATOR DALJINSKO PERMANENTNO ODRŽAVANJE BAGERA SRS 1300.24/2.5 ZA POVRŠINSKI ISKOP UGLJA

Miloš Milovančević, Milan Cvetković APLIKATIVNI ZNAČAJ OPTIMIZACIJE VIBRODIJAGNOSTIČKOG MODELA KOD TURBO PUMPI APPLICATIVE APPROACH TO VIBRO-DIAGNOSTIC MODEL OPTIMIZATION FOR TURBO PUMPS

Dejan Ivezić, Nenad Đajić, Toma Tanasković, Dušan Danilović, Marija Živković, Miloš Tanasijević MOGUĆNOST KORIŠĆENJA PRIRODNOG GASA NA PODRUČJU ISTOČNE SRBIJE POTENTIAL OF NATURAL GAS UTILIZATION IN ESTERN SERBIA

23-30

31-40

41-48

49-58

Marija Milojević, Nebojša Marković, Slobodan Radojević, Časlav Mitrović ESKIVIZACIJA I TRETMAN IZMERENIH PARAMETARA VODOTOKOVA U PREDPROJEKTU MINI HIDROELEKTRANE ESQVIZITION AND TREATMENT OF MESURED WATERWAYS PARAMETERS IN PREDESIGN OF MINI HYDROELECTRIC POWER STATION

59-66

Milorad Gegić RESURSI ZAPOSLENIH I KVALITET U ODRŽAVANJU TEHNIČKOG SISTEMA METALOPRERAĐIVAČKE INDUSTRIJE

67-76

EMPLOYEES RESOURSE AND QUALITY IN MAINTAINING OF TECHNICHAL SISTEM IN METAL-RAFINERY INDUSTRY

Milan Brarać, Nikica Vitas PRORAČUN RAZMENE TOPLOTE GEOTERMALNIH VODA JOŠANIČKE BANJE U REALIZACIJI PILOT-PROJEKTA PLASTENIKA HEAT EXCHANGE CALCULATION OF GEOTHERMAL WATERS OF JOSANICKA SPA IN THE PLASTIC GREENHOUSE PILOT PROJECT REALIZATION

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

77-85

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Istra탑ivanja i projektovanja za privredu 25-2009

EKSPLOATACIJA I ODRŽAVANjE PNEUMATIKA KOMERCIJALNIH VOZILA Predrag Gavrić, dipl. ing. saobraćaja Saobraćajno preduzeće „Lasta“ Beograd Prof. dr Gradimir Danon Šumarski fakultet Univerziteta u Beogradu Mr Vladimir Momčilović Saobraćajni fakultet Univerziteta u Beogradu Prof. dr Steva Bunčić Saobraćajni fakultet Univerziteta u Beogradu Ovaj rad je baziran na novim saznanjima koja se tiču eksploatacije pneumatika i njihovog održavanja. U radu su predstavljeni opšti pojmovi vezani za pneumatike što podrazumeva konstrukciju pneumatika, podelu i njihovo obeležavanje. Data je i analiza tržišta pneumatika komercijalnih vozila u svetu i kod nas u pogledu cena. Pažnja je zatim posvećena metodama preventivnog i korektivnog održavanja pneumatika komercijalnih vozila, kao i njihovim osnovnim karakteristikama. Analiziran je eksploatacioni vek pneumatika u pogledu isplativosti tj. odnosa cene i njihovog eksploatacionog veka na konkretnom primeru SP „Lasta“. Na kraju rada dat je predlog strategije održavanja i zamene pneumatika. Ključne reči: pneumatik, eksploatacioni vek pneumatika, strategija održavanja pneumatika UVOD Pneumatici igraju veoma važnu ulogu u eksploatacionim troškovima komercijalnih vozila, a posebno voznih parkova koji učestvuju u prevozu robe i putnika. Dugi niz godina pneumatici su konstruisani i proizvođeni na osnovu čiste empirije. Materijali su birani na osnovu iskustava, a do unapređenja u konstrukciji dolazilo se probanjem. Od sredine 70' godina ovakav pristup je promenjen. Postavljene su teorijske osnove za bolje razumevanje ponašanja kompozitnih materijala od kojih je pneumatik izrađen i razvijaju se odgovarajući matematički modeli za opisivanje performansi pneumatika. Mnogo je urađeno u oblasti teorije trenja, prianjanja i habanja što je uticalo na povećanje bezbednosti vozila, bolje iskorišćenje performansi vozila i duži vek pneumatika. Tome je pomogao i brzi napredak računara, razvoj odgovarajućih softvera, instrumenata i tehnika merenja. Danas se na tržištu može nabaviti veliki broj pneumatika, različite konstrukcije, izrađenih od Kontakt: Pregrag Gavrić SP „Lasta“, Beograd Autoput Beograd – Niš 4, 11050 Beograd E-mail: gavric.predrag@gmail.com

različitih materijala, prilagođenih određenoj vrsti vozila i određenoj nameni. Troškovi pneumatika predstavljaju drugu stavku u ukupnim troškovima vozila i to odmah iza troškova pogonskog goriva. Pored toga pneumatik u velikoj meri utiče na bezbednost putnika, osoblja i tereta u saobraćaju. S’ toga dimenzije i karakteristike pneumatika moraju biti usklađene sa karakteristikama vozila i sa njegovom očekivanom namenom, odnosno uslovima eksploatacije. Dobar izbor pneumatika ne garantuje njihov dug vek i bezbednu vožnju, ukoliko se oni ne koriste pravilno. Briga o pneumaticima počinje njihovim prijemom i skladištenjem, a završava se odbacivanjem pohabanog pneumatika. Pravilno korišćenje i održavanje pneumatika podrazumeva pravilno skladištenje, montažu i demontažu pneumatika, preventivno, ali i pravilno i blagovremeno korektivno održavanje pneumatika. Sve aktivnosti treba da koordinira i vrši odgovarajuća služba u preduzeću, uz puno angažovanje svih zaposlenih, a posebno vozača. U svakoj radnoj organizaciji, koja u eksploataciji ima veći broj vozila, uobičajeno je da se vodi evidencija o pređenoj kilometraži pneumatika i

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

beleže podaci o eventualnim popravkama, remontu i protektiranju pneumatika. Novi pneumatici se odmah po nabavci evidentiraju. Evidencija treba da bude kompijuterizovana. Postojanje elektronske baze podataka, umesto klasičnih kartoteka, ima prednost u pogledu tačnosti, ažurnosti i broja podataka, koji su na raspolaganju za pravljenje različitih izveštaja i analiza. Navedena baza je izvor podataka za izračunavanje troškova eksploatacije pneumatika i olakšava poređenje troškova pneumatika između dva različita tipa vozila na istoj relaciji, ili vozila istog tipa na različitim relacijama.

trenutno počeo da razmišlja šta bi mogao da učini da to spreči, a da detetu ne oduzme dragocenu igračku. Par dana kasnije došao je na ideju da zalepi parčiće gume na kolut i da na njega lepljenjem pričvrsti ventil od gumene lopte. Naduvao je kolut i lepkom i užetom ga pričvrstio na točkove tricikla. Rezultat je bio odličan. Ne samo da je vožnja tricikla bila tiša, već je bila i znatno udobnija. Tako je Dunlop-u palo u čast da izmisli gumeni kolut punjen vazduhom, tzv. pneumatik.

Polazna osnova u okviru ovog rada je presek stanja tržišta pneumatika u svetu i kod nas, prosečan vek pneumatika u eksploataciji, ostvareni nivo u održavanju pneumatika. Paralelno se vrši odnos cene i eksploatacionog veka pneumatika različitih proizvođača na osnovu kojeg će se precizno videti koji je pneumatik najekonomičniji za konkretne uslove eksploatacije pneumatika za autobuse.

Pneumatik se sastoji iz protektora koji jedini dolazi u dodir sa podlogom. Ovaj deo se pravi od čvrste gume i veoma je otporan na habanje. Pored toga pneumatik se sastoji i iz ramena pneumatika, bočnice pneumatika, pojasa ili štitnika pneumatika, naplatka i karkase koja je osnovni deo pneumatika i sastoji se od većeg broja vlakana, tzv. korda, koja mogu biti tekstilna, viskozna ili čelična. Njena uloga je da obezbedi čvrstoću i elastičnost pneumatika.

Na osnovu prethodno iznetog formiran je predlog strategije za unapređenje upravljanja eksploatacijom i održavanjem pneumatika. Ovaj predlog sadrži: unapređene postupke preventivnog i korektivnog održavanja pneumatika koji podrazumevaju na primer primenu TPMS-a, primenu azota i svakako veću zastupljenost protektiranja pneumatika. OPŠTI POJMOVI O PNEUMATICIMA ZA KOMERCIJALNA VOZILA

Konstrukcija pneumatika

Pneumatici se prema rasporedu niti u tkivu karkase dele na dijagonalne pneumatika kod kojih niti korda zaklapaju sa uzdužnom osom pneumatika ugao manji od 90° i radijalne pneumatike kod kojih taj ugao iznosi 90° (slika 1). Radijalan tip pneumatika ima znatno bolja mehanička svojstva i znatno je otporniji na dejstvo udara pri nailasku točka na neravnine.

Točkovi postoje više od 5000 godina i u svome razvoju su prešli put od drvenih diskova, preko gvozdenih točkova, do savremenih točkova koji se ugrađuju na današnja motorna i priključna vozila. Prednost elastičnog točka u odnosu na drveni ili čelični točak Dijagonalni Radijalni prvi je shvatio Škot John Boyd Dunlop Slika 1. Izgled dijagonalnog i radijalnog pneumatika /1/ (Džon Bojd Danlop), koji je kao veterinar Danas su u upotrebi skoro isključivo radijalni radio u Belfastu. Naipneumatici. Dijagonalni pneumatici se koriste me, jednog hladnog uglavnom kod terenskih vozila i za radna vozila zimskog popodneva u građevinarstvu. 1888. godine došao Prema načinu sklopa na naplatku razlikuju se je kući iscrpljen podva tipa pneumatika i to pneumatici sa slom. Umesto fotelje i odmora dočekala ga je buka drvenih točkova zračnicom (TUBE-TYPE) i pneumatici bez sinovljevog tricikla. Dunlop je bio toliko iziritiran zračnice (TUBELESS) (slika 2). nesnosnom bukom drvenih točkova, da je 2

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

Slika 2. Pneumatici TUBETYPE i TUBELESS /1/

TUBELESS pneumatici su povoljniji za upotrebu sa stanovišta bezbednosti, jer u slučaju defekta (proboja) postepeno gube vazduh ostavljajući vozaču dovoljno vremena da promenu i uoči. Kod TUBE-TYPE postoji mogućnost naglog gubitka pritiska u pneumatiku pri prodiranju oštrog tela (u nekim slučajevima se manifestuje čak i "eksplozijom" pneumatika). Svaki pneumatik ima na sebi određeni broj oznaka. Izgled oznaka na pneumaticima prikazan je na slici 3.

5. Indeks opterećenja (max. za jedan pneumatik) - koji označava maksimalno opterećenje pneumatika izraženo u kilogramima 6. Indeks opterećenja (max. za udvojene pneumatike) 7. Indeks brzine - maksimalno dozvoljenoj brzini za koju je pneumatik namenjen 8. Oznaka alternativnih indeksa opterećenja i brzine 9. TWI - (Tread Wear Indicator) Indikator istrošenosti pneumatika 10. Evropski homologacioni broj 11. Datum proizvodnje (nedelja i godina) 12. DOT - (Department of Transport) oznaka da pneumatik zadovoljava propise američkog ministarstva saobraćaja. TRŽIŠTE PNEUMATIKA U svetu postoji više od 1000 fabrika za proizvodnju pneumatika za sve tipove vozila, ali samo njih manje od 200 su nezavisne ili uslovno zavisne. Groupe Michelin, Bridgestone Corp. i Goodyear Tire&Rubber Co. kao prve tri kompanije čine više od 50% svetske proizvodnje i prodaje pneumatika. Proizvodnja i prodaja pneumatika u svetu u zadnjih nekoliko godina veoma blago rastu. U periodu od 2004. do 2008. godine primetan je godišnji porast od 6,7% /2/. Vrednost od prodaje pneumatika na globalnom nivou u toku 2008. godine je iznosila 119,3 milijarde dolara. Trendovi u sledećih nekoliko godina pokazuju da će u 2013. godini ta vrednost iznositi 140,4 milijardi dolara, što je za 17,8% više nego što je bilo u 2008. godini (tabela 1). To znači da će godišnji porast u periodu od 2008. do 2013. godine iznositi 3,3% /2/. Tabela 1. Trendovi vrednosti od prodaje pneumatika na svetskom nivou od 2008. do 2013. god. /2/

Slika 3. Tipičan izgled oznake na pneumaticima/1/

Među najznačajnijim su sledeće oznake: 1. Širina pneumatika (gazeće površine protektora) u milimetrima 2. Profil pneumatika - odnos između visine bočnog zida i širine gazeće površine (protektora) izražen u procentima 3. R - označava radijalnu konstrukciju 4. Prečnik naplatka (u inčima - colima) Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Godina 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Prosek 2008-2013

[$] u milijardama 119,3 117,6 122,8 127,2 132,9 140,4

[%] 0,00 -1,40 4,50 3,50 4,50 5,60 3,30 [%] 3

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

STANJE NA TRŽIŠTU PNEUMATIKA U SRBIJI Na tržištu Republike Srbije danas primat imaju pneumatici proizvođača „Sava“ /1/. Takođe prisutni su i pneumatici ostalih proizvođača što je i prikazano na sledećoj slici.

Slika 4. Stanje na tržištu pneumatika u Srbiji /1/

Domaće fabrike pneumatika koje su prisutne na tržištu pneumatika su TIGAR MICHELIN HOLAND (TMH) iz Pirota, Trayal Korporacija iz Kruševca čiji je većinski vlasnik od kraja 2006. godine bugarska kompanija, Rumaguma iz Rume koja je 2000. godine prodata američkoj firmi GALAXY TIRE & WHEEL specijalizovanoj za proizvodnju i prodaju pneumatika za poljoprivredu, građevinarstvo i unutrašnji transport. Četvrta fabrika je Rekord-VIZAHEM iz Beograda koja veoma slabo radi. /1/. Stanje na tržištu u pogledu uvoza i izvoza pneumatika „Gumarska industrija“ po svojim kapacitetima značajno prevazilazi domaće potrebe, koje su u 2002. godini iznosile oko 900.000 pneumatika /3/. Proizvodni program je ranijih godina bio usklađen sa voznim parkom, uglavno domaćeg i istočnog porekla. Obzirom da je gumarska industrija sve vreme ostala izvozno orijentisana, izvozni proizvodni program je morao biti prilagođen i potrebama stranih kupaca. Izvoze se uglavnom pneumatici za putnička vozila i traktore, dok se pneumatici za kamione i autobuse uglavnom uvoze. Količine pneumatika koje su uvežene i izvežene u toku poslednjih godina prikazane su u tabeli 2. Tabela 2. Prikaz uvoza i izvoza novih pneumatika za komercijalna vozila za Srbiju /4/

Godina 2005. 2006. 2007.

Vrednost u hiljadama USD izvoz uvoz izvoz uvoz 382 7002 1348 24714 599 7707 2114 28856 966 8728 4097 37533 Količina u tonama

Stanje na tržištu u pogledu cena novih pneumatika za turističke autobuse visoke klase Ekonomija je faktor koji najviše interesuje i proizvođače i korisnike vozila, odnosno pneumatika. Iz ugla korisnika priča o ekonomiji počinje nabavkom pneumatika, odnosno nabavnom cenom pneumatika. Nabavna cena pneumatika može biti veoma raznolika, zavisno od proizvođača i samog kvaliteta tj. sastava pneumatika. Što se tiče proizvođača pneumatika za komercijalna vozila u Srbiji su prisutni Bridgestone, Firestone, Michelin, Kormoran, Matador, Fulda, Goodyear, Dunlop, Sava itd. Cene pneumatika različitih proizvođača se razlikuju pre svega po vrsti pneumatika, ali i po kvalitetu i sastavu pneumatika, kao i po položaju na vozilu, odnosno na koju osovinu se postavljaju itd. Cene pneumatika određenih proizvođača date su u narednoj tabeli i obeležene su slovnim oznakama A, B, C, D, E i F. Tabela 3. Cene pneumatika za turističke autobuse visoke klase na domaćem tržištu tokom 2008. god. (/5/, /6/, /7/)

Oznaka pneumatika A B C D E F

Cena sa PDV-om [RSD] 38.774 52.911 34.267 40.868 44.914 33.929

TEHNIČKO ODRŽAVANJE PNEUMATIKA U SP „LASTA“ A.D. Briga o pneumaticima u SP „Lasta“ počinje njihovim prijemom i skladištenjem, završava se odbacivanjem pohabanog pneumatika. Pravilno korišćenje i održavanje pneumatika podrazumeva preduzimanje sledećih mera: • • • •

Prijem i skladištenje Montaža i demontaža pneumatika Preventivno održavanje pneumatika Korektivno održavanje i obnavljanje pneumatika

Preventivno održavanje pneumatika Od više metoda za preventivno održavanje pneumatika preporučuje se metoda OPS (održavanje prema stanju). Održavanje prema stanju pneumatika sprovodi se u vidu dnevnih i Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

nedeljnih pregleda. Ovi pregledi obuhvataju merenje i dovođenje na normu pritiska vazduha, proveru tehničkog stanja pneumatika, naplataka, zaptivnih prstenova, ventila, graničnika i prisustvo poklopca. U slučaju potrebe vrši se zamena oštećenih i neispravnih delova ili se pneumatici šalju na opravku /1/. Korektivno održavanje Korektivno održavanje pneumatika podrazumeva opravku pneumatika, urezivanje dezena u pneumatik i protektiranje ili obnavljanje protektora pneumatika. a) Opravka pneumatika Oštećenja na točkovima najčešće nastaju nailaskom na čvrsti predmet na putu, rupu u kolovozu ili ivičnjak. Do oštećenja može doći kako na metalnom delu točka tako i na pneumatiku. Najizloženiji deo pneumatika je protektor pa onda bokovi i na kraju peta. Na protektoru najčešća mesta oštećenja su kanali, ramena protektora i spoljna rebra. Moguće faze procesa prilikom opravke pneumatika probušenog ekserom su /1/: 1. postavljanje pneumatika na postolje za opravku, 2. proširivanje rupe od eksera pneumatskom bušilicom (ujedno i čišćenje rupe), 3. čišćenje unutrašnjosti pneumatika oko rupe, 4. postavljanje šablona za fleku zavisno od mesta rupe, 5. ocrtavanje okvira šablona, 6. brušenje i čišćenje unutrašnjosti šablona, 7. popunjavanje rupe sa unutrašnje i spoljašnje strane pneumatika, 8. mazanje površine lepkom unutar ocrtanog šablona , 9. lepljenje odgovarajuće fleke, 10. ostaviti fleku da se osuši i zalepi. b) Urezivanje dezena Urezivanje novih šara u već pohaban protektor je dozvoljeno uz određene uslove. To se sme raditi samo kod pneumatika za teretna vozila i autobuse koja imaju oznaku „Regroovable“. Ovu operaciju smeju obavljati samo obučeni vulkanizeri uz primenu odgovarajuće opreme. Na slici 5 su prikazani izgledi novog (a), pohabanog (b) i ponovo urezanog dezena protektora (c). Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Slika 5. Prikaz novog, pohabanog i ponovo urezanog dezena protektora /8/

Pneumatik sa urezanim dezenom se ponovo montira na naplatak. Pneumatike sa urezanim protektorom ne bi trebalo postavljati na prednju, odnosno upravljačku osovinu. Pri montaži treba voditi računa o uparivanju i o tome da je prečnik pneumatika sa urezanim protektorom dvadesetak milimetara manji nego kod novog /8/. c) Protektiranje pneumatika Obnavljanje protektora pneumatika odnosno protektiranje predstavlja postupak regeneracije pneumatika. Obnovljeni pneumatik obezbeđuje sigurnu i pouzdanu eksploataciju, zadržava dobre osobine starog pneumatika, produžen mu je eksploatacioni vek, a samim tim se smanjuju ukupni troškovi za eksploataciju saobraćajnog sredstva. Pneumatik je moguće obnoviti u delu protektora, protektora sa blagim prelazom prema boku, od boka do boka ili od pete do pete (slika 6).

Slika 6. Načini protektiranja /8/ a)protektora;b)protektora sa blagim prelazom prema boku;c)od boka do boka;d)od pete do pete

Postoje dva osnovna načina protektiranja a to su: •

Topli postupak ili vulkanizacija gde se ceo pneumatik stavlja u kalup odgovarajuće veličine na temperaturi od oko 140oC (slika 7). Nedostatak ovog postupka je što se zbog visoke temperature pneumatik može obnoviti samo jednom i što je za svaku dimenziju pneumatika potrebno imati odgovarajući kalup, što znatno povećava troško-ve opreme za protektiranje /1/. 5

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

EKSPLOATACIJA AUTOBUSA I PNEUMATIKA U SP „LASTA“ A.D.

Slika 7, Presa za toplo protektiranje /1/

•

Drugi način protektiranja je hladni postupak, kod kojeg se protektor u obliku trake (što se i vrši u sklopu SP „Lasta“) ili prstena koja na sebi ima šaru, nanosi na gazeću površinu (slika 8 i 9). Ta traka se lepi na istrošeni pneumatik u postupku koji, kao i topli metod, podrazumeva zagrevanje, ali ne u kalupu nego u posebnoj komori tkz. autoklavima, na temperaturi nižoj od 100OC. To zagrevanje ne utiče na strukturu gume, tako da hladni postupak može da se primeni više puta na istom pneumatiku /1/.

Slika 8. Postavljanje protektora u vidu trake /1/

SP „Lasta“ je lider u oblasti autobuskog saobraćaja na domaćem tržištu, koja ima poslovne organizacije širom Srbije i u kojoj je već puno urađeno u oblasti organizacije održavanja vozila i pneumatika. Postala je i prva domaća članica evropske autoprevozničke organizacije „EUROLINES“. Autobusi SP „Lasta“ su za 61 godinu prešli više od milijardu i po kilometara – od poljskih puteva, makadamskih i asfaltnih, do najmodernijih evropskih autostrada. „Lasta“ je do sada prevezla preko dve milijarde putnika /9/. Uslovi eksploatacije autobusa u SP „Lasta“ SP „Lasta“ danas ima oko 2400 polazaka dnevno u prigradskom i preko 500 polazaka u međugradskom i međunarodnom saobraćaju /9/. SP „Lasta“ vrši prevoz putnika u svim vidovima autobuskog prevoza: međunarodni prevoz na teritoriji većeg dela Evrope; međumesni prevoz na teritoriji cele Srbije povezujući sve veće gradske centre; prigradski prevoz na teritoriji grada Beograda i u delu Srema i Banata; lokalni prevoz na teritoriji opština i gradsko prigradski prevoz u pojedinim gradovima u kojima se nalaze “Lastine” profitne organizacije i radne jedinice Beograd, Smederevo, Smederevska Palanka, Mladenovac, Sopot, Barajevo, Lazarevac, Obrenovac, Stara Pazova, Inđija i Valjevo i kao i na teritoriji pojedinih susednih opština (Pećinci, Lajkovac Mionica i Osečina) kao i prigradski prevoz na teritoriji grada Beograda i u delu Srema (opštine Stara Pazova i Pećinci) i Banata (opština Opovo). SP „Lasta” obavlja ugovoreni prevoz radnika velikih privrednih sistema i učenika osnovnih i srednjih škola, kao i vanlinijski prevoz u zemlji i inostranstvu za potrebe sopstvenih turističkih agencija, i vrši iznajmljivanje autobusa drugim preduzećima. Kvalitet i bezbednost prevoza putnika u međunarodnom saobraćaju obezbeđuju autobusi visokoturističke kategorije i profesionalno vozno osoblje. U međunarodnom saobraćaju na 35 linija SP ”Lasta” pokriva teritorije Italije, Švajcarske, Belgije, Francuske, Holandije, Češke, Danske, Švedske, Slovenije, Hrvatske, Federacije BiH od čega je većina linija za Republiku Srpsku.Vozni park SP „Lasta“ je sačinjen od sledećih autobusa /9/:

Slika 9. Protektor u obliku prstena /1/

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

SOR (88 vozila)

Sanos (126 vozila)

Setra (4 vozila)

Mercedes (27 vozila)

pneumatik najekonomičniji pri datim uslovima eksploatacije /1/. Iz tog razloga izvršena je analiza pneumatika koji su bili postavljeni na turističkim autobusima visoke klase SP „Lasta“ tokom 2008. godine. Autobusi su saobraćali u međunarodnom i međugradskom saobraćaju, a pneumatici su sa pogonske osovine /1/. Eksploatacioni vek pneumatika pojedinih proizvođača dat je u narednoj tabeli tako što pneumatici obeleženi slovnim oznakama A, B, C, D, E i F (analogno tabeli 3 gde su prikazane njihove cene).

MAN (6 vozila)

Isuzu (22 vozila)

Na osnovu cena i eksploatacionog veka pneumatika koji su korišćeni u SP „Lasta“ tokom 2008. godine na autobusima za obavljanje prevoza putnika u međunarodnom i međugradskom transportu, izvršena je analiza odnosa ova dva pokazatelja i data u tabeli 5. Tabela 4. Prosečna pređena kilometraža pneumatika turističkih autobusa u 2008. god. /1/

BOVA (9 vozila)

FAP (5 vozila)

DAF (11 vozila)

Period posmatranja 2008. godina Oznaka pneumatika

Ikarbus (321 vozila)

Prosečno pređeno kilometara [km]

90.569

139.184

106.241

121.013

160.439

90.041

Tabela 5. Odnos cene i realnog eksploatacionog veka posmatranih pneumatika /1/

Berkhof (130 vozila)

Ayats (24 vozila)

Odnos cene i eksploatacionog veka pneumatika koji su korišćeni na visokoturističkim autobusima SP „Lasta“ Da bi preduzeće koje se bavi transportom dobro poslovalo, potrebno je da se, pored praćenja eksploatacionog veka pneumatika i cene pneumatika na tržištu, vrši i analiza odnosa cene i realnog eksploatacionog veka pneumatika. Upravo iz tog odnosa se vidi koji je Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Odnos cene Prosečno i pređene Cena sa pređeno Oznaka PDV-om kilometraže kilometara pneumatika [RSD] pneumatika [km] [RSD/km]

E C D F B A

44.914 34.267 40.868 33.929 52.911 38.774

160.439 106.241 121.013 90.041 139.184 90.569

0,27995 0,32254 0,33772 0,34025 0,38015 0,42812

Iz tabele 5 i sa slike 10 vidi se da su pneumatici proizvođača „E“ najbolji za zadate uslove eksploatacije. Njihova cena po pređenom kilometru puta iznosi 0,27995 din/km. Nakon njih slede pneumatici proizvođača „C“ sa cenom od 0,32254 din/km. Kao najlošiji 7

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

pneumatici, tj. pneumatici koji imaju najveću cenu po kilometru pređenog puta, pokazali su se pneumatici proizvođača „A“ sa cenom od 0,42812 din/km. 0.5 0.4

2 81 42 0.

5 02 34 0.

5 01 38 0.

2 77 33 0.

5 99 27 0.

0.2

4 25 32 0.

0.3

Uređaj se sastoji iz prijemnika koji se postavlja u kabinu vozača i davača koji se postavljaju na ventile pneumatika.

0.1 0

Slika 11. Tyre Pressure Monitoring Systems (TPMS)/10/

Slika 10. Odnos cene i prosečne pređene kilometraže pneumatika /1/

Cilj ove analize je bio da se utvrdi koji pneumatik najviše odgovara zadatim uslovima eksploatacije tj. koji je najekonomičniji. Na osnovu analize došlo se do zaključka da za zadate uslove eksploatacije pneumatika, najbolji je pneumatik proizvođača „E“.

Tokom 2007. godine izvršeno je istraživanje uticaja TPMS-a na troškove eksploatacije u gradskom saobraćajnom preduzeću u Beograu. Istraživanje je vršeno na zglobnom autobusu MAN SG 313 (slika 12a) koji saobraća na liniji 23 koja povezuje Karaburmu i Vidikovac. Postavljeno je ukupno šest davača sa prijemnikom prema šemi koja je prikazana na slici 12b. a)

PREDLOG MERA ZA UNAPREĐENJE ODRŽAVANJA PNEUMATIKA Povećavanjem nivoa održavanja može se očekivati produžavanje veka trajanja pneumaika. U tom smislu, treba preduzeti sledeće mere: •

• •

posvetiti najveću pažnju održavanju propisanih pritisaka u pneumaticima i to primenom sistema za praćenje pritiska u pneumaticima - Tyre Pressure Monitoing Systems (TPMS), punjenje pneumatika azotom, povećati učešće protektiranih pneumatika.

Sistem za praćenje pritiska u pneumaticima

Slika 12. Autobus MAN SG313 na kojem je vršeno ispitivanje sa rasporedom davača i prijemnika /10/

Sistemi za praćenje pritiska u pneumaticima Tyre Pressure Monitoring Systems (TPMS) (slika 11) upozoravaju vozača da je pritisak pneumatika znatno ispod propisanog. Održavaje propisanog pritiska u pneumaticima je važno i zbog ekonomične potrošnje goriva i zbog boljih voznih karakteristika pneumatika. Ispupani pneumatici mogu izazvati do 4% veću potrošnju goriva i smanjenje životnog veka pneumatika do 45%. Pneumatici mogu gubiti 36% vazduha mesečno, a da vozač to i ne primeti /10/.

Tokom eksperimenta pritisak vazduha u pneumaticima opada i to različito od točka do točka. Temperatura pneumatika varira i njena srednja vrednost na prednjim točkovima je iznosila 34oC a na točkovima srednje osovine 27oC /10/. Zavisnost pritiska i temerature vazduha u pneumaticima prikazana je na slici 13. Sa slike se vidi da stvarni podaci odstupaju od teorijskih vrednosti. Verovatni razlog tome je uticaj spoljašnje temperature na vrednost izmerene temperature vazduha u pneumatiku.

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

•

obzirom da je azot potpuno suv gas, eliminiše se oksidacija i usporava se hemijsko starenje.

Veća primena protektiranja pneumatika

Slika 13. Zavisnost temperature i pritiska vazduha u pneumaticima /10/

Istraživanja su pokazala da se korišćenjem ove opreme dobijaju dovoljno pouzdani podaci da se izbegnu neprijatnosti i opasnosti od gubitka pritiska u pneumaticima. Sledeće pitanje koje se može postaviti je da li nabavka TPMS ima i svoje ekonomsko opradanje. To se može proveriti na osnovu analize troškova i koristi (Cost Benefit), i to poređenjem ukupnih troškova za uvođenje ovog sistema na autobuse (700 eura) i mogućih ušteda (407 eura) na godišnjem nivou. Time se dobija da se sredstva uložena u ugradnju TPMS-a u pneumaticima vraćaju za 21 mesec (1,72 godine) /10/. Punjenje pneumatika azotom Punjenje pneumatika azotom je nova tehnologija koja koristi azot (N2) umesto vazdua. Azot je manje reaktivan gas, što znači da teže može da gori ili eksplodira /11/. Prednosti korišćenja azota u pneumaticima mogu biti trenutne i to su: •

• •

poboljšava se konstantnost pritiska u pneumatiku, pa pneumatik duže traje (azot tri do četiri puta sporije curi kroz zidove pneumatika od kiseonika jer ima veće molekule), time se utiče na smanjenje potrošnje goriva, (brže hlađenje jer je azot manje reaktian, čist gas koji oslobađa toplotu brže nego vazduh pod pritiskom).

Prednosti korišćenja azota u pneumaticima mogu biti i dugoročne a to su: • •

produžavanje eksploatacionog veka pneumatika usled smanjenja habanja, veća trajnost karkase, pa se samim tim i povećava mogućnost obnavljanja pneumatika,

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Tehnologija protektiranja pneumatika je danas prihvaćena svuda u svetu. Korišćenjem protektiranih pneumatika ne ugrožava se bezbednost, povećava se ekonomičnost i štiti životna sredina. To su dovoljni razlozi da protektiranje pneumatika dobije veću primenu nego što je to trenutno slučaj. Pored ovih razloga, veoma bitan razlog veće primene protektiranja pneumatika je smanjenje troškova eksploatacije, što je i prikazano u narednoj tabeli na primeru pneumatika proizvođača „E“. Sa (a) je označen slučaj eksploatacije dva nova pneumatika proizvođača „E“ koji se nakon korišćenja odbacuju. U primeru (b) pohabani pneumatik se ne otpisuje, već se protektor obnavlja i pneumatik ponovo vraća na vozilo. U drugom slučaju (tabela 6b) su jedinični troškovi eksploatacije po kilometru za 17% niži nego u slučaju (a). Pri tome je pretpostavljeno da troškovi obnavljanja iznose 50% nabavne cene novog pneumatika i da je vek obnovljenog protektora za 20% kraći od veka novog, kao i da se pneumatik samo jednom obnavlja /1/. Dakle, u ovom slučaju su jedinični troškovi za 17% niži nego u prvom slučaju što je dovoljan razlog za veću primenu protektiranja pneumaika, pored prethodno navedenih. ZAKLJUČAK Iz prethodno izloženog može se zaključiti, pre svega, da ne znači da je uvek najskuplji pneumatik i najkvalitetniji sa aspekta isplativosti odnosno troškova na bazi eksploatacionog veka (po jedinici pređenog puta). Tako na primer, iako je pneumatik proizvođača „B“ najskuplji spada u grupu najlošijih pneumatika, jer ima velike eksploatacione troškove po jedinici pređenog puta. Takođe se može zaključiti da se redovnom kontrolom pritiska vazduha u pneumaticima najviše može uticati na povećanje eksploatacinog veka pneumatika. I na kraju treba povećati primenu protektiranja pneumatika jer se pre svega time smanjuju troškovi eksploatacije.

P. Gavrić i dr. - Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila

Tabela 6. Mogućnosti povećavanja ekonomičnosti eksploatacije pneumatika /1/

Nov pneumatik “E”

Ukupno

Jed.trošak [RSD/km]

Troškovi [RSD] Vek [km]

44.914 160.439

Æ 89.828 Æ 320.878

=0.28

Ukupno

Jed. trošak [RSD/km]

Æ 67.371 Æ 288.790

=0.23

b) Troškovi [RSD] Vek [km]

Nov pneumatik “E” Protektiran pneumatik “E” 44.914 160.439

22.457 128.351

LITERATURA /1/

/2/

/3/

/4/

/5/ /6/ /7/ /8/

/9/ /10/

Gavrić, P., Eksploatacija i održavanje pneumatika komercijalnih vozila, Diplomski rad, Saobraćajni fakultet, Beograd 2009. Global Tires and Rubber, Reference Code: 0199-2148, Publication date: March 2009 Danon, G., Ristić, R., Aktuelno stanje i tendencije u oblasti proizvodnje pneumatika, Naučno-stručni skup Pneumatici 2004 Republički zavod za statistiku, http://webrzs.stat.gov.rs/axd/spoljna/ind exsp51.php?ind1=0 www.kemoimpex.com www.autogume.net/veleprodaje/kelena www.coningdoo.com Danon, G., Gavrić, M., Vasić, B., PNEUMATICI-karakteristike, izbor, eksploatacija, NIRO „OMO“ – Održavanje mašina i opreme, Beograd 1999 SP „Lasta“ A.D. Beograd, www.lasta.co.rs Danon, G., Mitrović, Ć., Mogući efekti primene TPMS na gradskim autobusima, XXXIII Naučno stručni skup ODRŽAVANJE MAŠINA I OPREME, OMO 2008

/11/ /12/

Marinković, V., Sistemi za punjenje pneumatika, Marinković-Hofmann Danon, G., Žeželj, S., Upravljanje troškovima eksploatacije pneumatika, Naučno-stručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu 2003, vol.1, br.1, str. 55-62

EXPLOATATION AND MAINTENANCE OF COMERCIAL VEHICLE TIRES This paper is based on new findings regarding tire operation and their maintenance. In this paper the general concepts regarding tires are presented, including their construction, classification and marking. The market analysis for commercial vehicle tires in the world and in our country in terms of price has been realized. Subsequently the methods of preventive and corrective commercial vehicles’ tire maintenance have been carefully studied along with their basic characteristics. Tires’ lifecycle has been analyzed regarding their cost effectiveness i.e. ratio of their price and lifecycle on the case of SP “Lasta” (large Serbian bus operator). Finally, at the end of the paper a strategy proposal on tire maintenance and replacement has been presented. Keywords: tire, tire lifecycle, tire maintenance strategy Rad poslat na recenziju: 15.04.2009. godine Rad spreman za objavu: 22.04.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

SIMULACIJA MONTAŽE SEDIŠTA U BMW FABRICI U LAJPCIGU Mr Saša Marković Mašinski fakultet Univerziteta u Nišu Prof. dr Zoran Marinković Mašinski fakultet Univerziteta u Nišu Doc. dr Peđa Milosavljević Mašinski fakultet Univerziteta u Nišu Mr Boban Nikolić Mašinski fakultet Univerziteta u Nišu Ovaj rad prezentira problem linije za montažu sedišta u pogonu BMW Lajpcig. Sklapanje sedišta vremenski mora da prati prati proces montaže automobila serije 3 u Lajpcigu. Zavisno od želja kupaca, sedišta mogu biti jednostavna ali i vrlo složena, sa mnogo elektromotora, specijalnom oblogom i dodatnim sistemima. U ovom radu analizira se i simulira taj proces u programu AutoMod. Dobijeni rezultati pokazuju vremenske granice do kojih se može iću pri montaži sedišta a da se ne ugrozi proces montaže u fabrici BMW. Ključne reči: simulacija, sedište, montažni proces UVOD Francuska firma Faurecia isporučuje sedišta za BMW pogon Lajpcig u kome se vrši sklapanje automobila BMW serije 3. Faurecia je sa 60.000 radnika koji rade na 160 lokacija u 28 zemalja i sa 28 razvojnih i istraživačkih centara širom sveta, drugi najveći evropski isporučilac auto delova. Većina delova i sklopova za sedišta dovozi se iz fabrika iz Francuske, Nemačke i drugih zemalja Evrope. U okviru kruga fabrike Faurecia ima svoje izdvojeno odeljenje u kojima vrši finalno sklapanje sedišta, koja se zatim isporučuju u glavnu montažnu halu radi ugradnje u vozila. U fabrici automobila na svakih 85 sekundi izlazi jedan BMW automobil serije 3. Proizvođač daje mogućnost kupcu veliki izbor opcija i komponenti. To znači da je svaki automobil personalizovan tj. proizvodi se za tačno određenog kupca i to po konceptu "Just in time". Takođe, prema rečima ljudi iz BMW–a na svaka 4 meseca proizvedu se 2 identična automobila, što pokazuje veliki varijetet u proizvodnji. Kontakt: Mr Saša Marinković Mašinski fakultet u Nišu Aleksandra Medvedeva 14, 18000 Niš E-mail: samark@masfak.ni.ac.rs

Ovakav koncept rada moraju da poštuju i sve firme kooperanti i snabdevači BMW–a. To znači da moraju da ispoštuju vreme sklapanja sedišta od 85 sekundi, po sistemu "Just in time" i da sedišta šalju u tačno određenom redosledu na montažnu traku. Kako je varijetet automobila veliki, tako i sedišta moraju biti prilagođena željama kupaca. Jednostavna sedišta je relativno lako sklopiti ali za posebna sedišta, sa specijalnom oblogom, sistemima za udobnost i dodatnim elementima koji uključuju mnoge opcije, pa čak i masažu u toku vožnje, treba više vremena, kako zbog komplikovanije montaže većeg broja delova tako i nekad zbog vrlo skupe opreme koja se ugrađuje. Problem je što se i ta specijalna sedišta moraju montirati u okviru 85 sekundi. Ovde će biti analiziran i simuliran problem montažne linije sklapanja sedišta sa različitim parametrima koji mogu da se jave u realnim uslovima. TEORIJA REDOVA ČEKANJA U teoriji redova čekanja model M | M | 1 važi kao osnovni model na kome je određivanje i značenje najvažnijih navedenih karakterističnih veličina, počev od izvora (I) do ponora (P), najjednostavnije može obijasniti (slika 1): p(j) - verovatnoća da se sistem čekanja nalazi u stanju (j),

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

S. Marković i dr. - Simulacija montaže sedišta u BMW fabrici u Lajpcigu

NW - srednji broj transportnih jedinica koje su stacionirane na prostoru čekanja, tW - srednje vreme čekanja transportnih jedinica u prostoru čekanja, NS - srednji broj transportnih jedinica u prostoru čekanja (ili u stanicama za opsluživanje), tS - srednje vreme zadržavanja transportnih jedinica u prostoru čekanja (čekanje / opsluživanje).

(sadašnje) stanje sistema čekanja i verovatnoća prelaska u druga moguća stanja. Moguća stanja sistema čekanja i mogući prelasci, mogu se predstaviti grafovima stanja (slika 2):

1 E (t a )

λ=

μ=

1 E (t b )

Slika 2. Graf stanja za M | M | 1 model sa koeficijentima prelaska λ i µ

Dužina reda čekanja u prostoru čekanja iznosi:

NW = N S − ρ =

ρ2 1− ρ

Za specijalan slučaj modela M | M | 1 važi:

NW λ =ρ= NS μ

LINIJA ZA SKLAPANJE SEDIŠTA FAURECIA

Slika 1. M | M | 1 model i karakteristična raspodela za procese dolaska, čekanja i opsluživanja.

Za opsluživanje procesa dolaska A(t) uzima se da međuvremena dolazaka ta transportnih jedinica imaju eksponencijalnu raspodelu sa parametrom λ. Shodno tome, proces opsluživanja opisuje se eksponencijalnom raspodelom vremena opsluživanja tb sa parametrom µ. Slovo M za označavanje A(t) i B(t) koristi se jer proces dolaska odnosno opsluživanja time poseduje osobine MARKOVa. To su osobine koje se ponekad označavaju kao: ″sećanje sa greškom″. One označavaju da su svi uticaji prošlosti preslikani u sadašnje stanje i da u tom stanju utiču na dalje odvijanje procesa. Za matematičku upotrebu modela M|M|1 mora se zato uzeti u obzir samo aktuelno rRadnik(1)

rRadnik(2)

Sistem linije za sklapanje sedišta za BMW sastoji se od 5 radnih mesta između kojih se nalazi 5 međuskladišta (buffera). Svako radno mesto ima kapacitet 1 na kome se odvija određen sled operacija, i svako međuskladište (buffer) ima kapacitet 1 (na kome se može ostaviti samo po jedno sedište za sledeću operaciju) osim prvog međuskladišta (buffera) koji uslovno ima neograničen kapacitet. To znači da ispred prvog radnika može da se nagomilava veći broj konstrukcija sedišta spremnih za montažu a na radnim mestima za svih 5 radnika može da se smesti samo po jedno sedište kao i na postoljima (bufferima) između radnika. Linija za montažu sedišta predstavljena je na slici 3.

rRadnik(3)

rRadnik(4)

rRadnik(5)

8 qBuffer(1)

qBuffer(2)

qBuffer(3)

qBuffer(4)

qBuffer(5)

tok montaže Slika 3. Linija za montažu sedišta Faurecia

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

S. Marković i dr. - Simulacija montaže sedišta u BMW fabrici u Lajpcigu

Vreme montaže, zahtevano od strane BMW–a, iznosi 85 sekundi. Stvarna raspodela vremena montaže sedišta, određena od strane firme Faurecia a na osnovu iskustvenih podataka, vrlo je slična sa normalnom raspodelom, mada nije potpuno simetrična. Raspodele su prikazane je na slici 4. Za primenu se primenjuje opšti model teorije redova čekanja G | G | 1. Normalna raspodela pogodna je za modeliranje kod procesa kod kojih postoji vrlo mnogo pojedinačnih, u znatnoj meri nezavisnih uticaja koji deluju na sistem. Funkcija gustine normalne raspodele glasi za ∞ ≤ t ≤ +∞:

f (t ) =

σ ⋅ 2π

1 ⎛ t −μ ⎞ ⎜ ⎟ 2⎝ σ ⎠

gde je: µ - srednja vrednost, σ - standardno odstupanje. Za normalnu raspodelu N(µ, σ), funkcija procene x aritmetičke sredine, poseduje očekivanu vrednost µ a varijancu σ2/n. Može se pokazati da je iz toga formirana slučajna veličina:

x−μ

σ/ n

zadovoljava standardnu normalnu raspodelu N(0, 1) sa očekivanom vrednošću 0 i varijancom 1. Uz pomoć verovatnoće funkcije gustine N(0, 1), može se sada dati verovatnoća sa kojom vrednost slučajne veličine U uzima vrednosti između datih granica u1 i u2:

Slika 4. Raspodela vremena sklapanja sedišta za BMW

Slika 5. Predstavljanje statističke sigurnosti i verovatne oblasti u izgledu verovatnoće funkcije gustine za standardnu normalnu raspodelu N(0,1) Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

S. Marković i dr. - Simulacija montaže sedišta u BMW fabrici u Lajpcigu

Kako vreme montaže, za pojedina specijalna sedišta, prevazilazi vreme ciklusa montaže od 85 sekundi, to je bilo potrebno formirati simulacioni model, izvršiti simulaciju montaže za različite parametre i dati analizu rezultata koji će postaviti vremenske granice za montažu sedišta i moguća odstupanja tj. prekoračenja vremena ciklusa za pojedine tipove sedišta. SIMULACIONI MODEL Za simulaciju toka montaže sedišta izabran je program AutoMod. Treba definisati procese za definisanje simulacije, pCreate (kojim se definiše kreiranje sedišta), zatim pMontaza (koji opisuje sam proces montaže sedišta). Zatim se u okviru resursa uvode radnici rRadnik sa brojem radnika 5, s tim da svaki radnik ima kapacitet jedan. Zatim se definiše load, u ovom

slučaju sedište, naziva lSeat. Treba napomenuti da je program AutoMod “load driven“ tj. sve komande se odnose na load. Isto tako nazivi u programu se opisuju tako da prvo slovo označava tip (l – load, p – proces, r – resurs, q – queues itd.) a iza sledi ime. Međuskladišta (buffere) definišemo kao queues, qBuffer, sa brojem buffera pet, ali im se kapaciteti (broj sedišta koja mogu da se smeste) razlikuju. qBuffer(1) ima neograničen kapacitet a ostali imaju kapacitet po jedan. Definiše se i qMontaza (broj komada 5) sa kapacitetom svakog od jedan (označava radna mesta ispred radnika). Source file je srce programa i on mora da definiše sve veze između procesa, resursa, loada, varijabli i queues. Za ovu simulaciju on glasi:

begin model initializatation function set vrUtilization to 0.98 set vrDeviation to 0.1 set vrCycleTime to 85.0 sec create 1 load of type lSeat to pCreate return(0) end begin pCreate arriving procedure while (1=1) do begin clone 1 load to pMontaza(1) wait for vrCycleTime sec end end begin pMontaza arriving procedure move into qBuffer move into qMontaza use rRadnik for vrCycleTime * vrUtilization * (normal 1, vrDeviation) sec if(procindex < 5) then send to pMontaza(procindex + 1) else send to die end end Varijable definišemo kao vrUtilization (stepen iskorišćenja zadatog vremena ciklusa), vrDeviation (odstupanje normalne raspodele) i vrCycleTime (vreme ciklusa od 85 sekundi). Program AutoMod je “case sensitive“.

Ako posmatramo izolovano samo prvo radno mesto [qBuffer(1) i rRadnik(1)] nakon sprovedene simulacije za ovaj jednostavan model u trajanju od 8 sati dobićemo sledeće rezultate koji pokazuju prosečan broj sedišta u qBuffer: Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

S. Marković i dr. - Simulacija montaže sedišta u BMW fabrici u Lajpcigu

Tabela 1. Prosečan broj sedišta u qBuffer za jednostavan primer simulacije

vrUtilization 0.98 0.98 0.99 0.99

vrDeviation 0.1 0.2 0.1 0.2

qBuffer Average 0.19 0.84 0.44 1.96

Zaključak je da jedino u poslednjem slučaju, kada je stepen iskorišćenja 0.99, što zapravo znači da je srednje vreme montaže sedišta 84.15 sekundi, i kada je odstupanje 0.2 tj. 16.83 sekundi, imamo prekoračenja broja sedišta u qBuffer koji iznosi 1.96 a kapacitet buffera (međuskladišta) iznosi 1. Ako sada izvršimo potpunu simulaciju, sa svih 5 radnih mesta i isto toliko buffera između a prema gore zadatim parametrima u toku 8 sati dobićemo kompletne rezultate za svih 5 radnih mesta. U tabelama koje slede prikazan je prosečan broj sedišta za qBuffer i qMontaza za 4 različita parametra simulacije: Tabela 2. Prosečan broj sedišta u qBuffer i qMontaza za celu simulaciju

vrUtilization 0.98 0.98 0.99 0.99 vrUtiliz. 0.98 0.98 0.99 0.99

vrDeviation 0.1 0.2 0.1 0.2 vrDeviat. 0.1 0.2 0.1 0.2

qBuffer(1) 0.12 3.29 0.31 4.56

qBuffer(2) 0.18 0.59 0.45 0.55

qBuffer(3) 0.18 0.40 0.41 0.58

qBuffer(4) 0.22 0.48 0.4 0.48

qBuffer(5) 0.26 0.44 0.25 0.35

qMontaza(1) qMontaza(2) qMontaza(3) qMontaza(4) qMontaza(5) 0.98 0.97 0.97 0.97 0.96 1.00 0.98 0.95 0.96 0.94 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 1.00 0.97 0.98 0.96 0.94

Započelo je sklapanje 340 sedišta a njih 336 u prvom slučaju izašlo je sa linije, 329 u drugom slučaju, 332 gotovih sedišta je montirano u trećem slučaju dok je 325 njih sišlo sa montažne trake u poslednjem slučaju. Sada će biti predstavljeno prosečno vreme (u sekundama) zadržavanja sedišta na radnim mestima ispred radnika (qMontaza): Tabela 3. Prosečno vreme (u sec) zadržavanja sedišta u qMontaza za celu simulaciju

vrUtiliz. 83.30 83.30 84.15 84.15

vrDeviat. 8.33 16.66 8.42 16.83

qMontaza(1) qMontaza(2) qMontaza(3) qMontaza(4) qMontaza(5) 83.09 82.80 82.85 82.81 82.58 86.19 85.40 82.49 84.35 83.00 84.40 83.86 84.43 84.20 83.73 86.59 85.12 86.07 85.04 82.99

Rezultati pokazuju da jedino u slučaju kada imamo vrUtilization 0.99 (četvrti slučaj) što iznosi 84.15 sec (0.99·85 = 84.15 sec), i odstupanje normalne raspodele vrDeviation 0.2 tj. 16.83 sec (0.2·84.15 = 16.83 sec) dolazi do prekoračenja dozvoljenog vremena sklapanja sedišta i to u veoma malom obimu, što je prikazano masnim brojevima u Tabeli 3.

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

ZAKLJUČAK Simulacija linije montaže sedišta Faurecia za BMW Lajpcig u AutoModu dala je vrlo dobre rezultate. Iako se u programu radi sa statističkim raspodelama dok u realnoj montaži može biti određenih iskakanja i odstupanja od normalne raspodele, naročito ako ima veći broj složenijih sedišta koja zahtevaju nešto duže vreme sklapanja, dobijeni podaci jasno pokazuju vremenske granice koje se moraju 15

S. Marković i dr. - Simulacija montaže sedišta u BMW fabrici u Lajpcigu

ispoštovati da ne bi došlo do prekoračenja vremena ciklusa od 85 sekundi. Optimizacijom procesa montaže sedišta, a saglasno dobijenim rezultatima, Faurecia treba da obezbedi da se dato vreme ciklusa ne prekorači. LITERATURA /1/

/2/

/3/

/4/

/5/

/6/ /7/

/8/

Hans-Georg Marquardt, Projekt Sitzmontagelinie von Faurecia im BMWWerk Leipzig, TU Dresden, IFBL, Dresden, 2004. Hans-Georg Marquardt, Simulacije logističkih transportnih sistema (prevod), TU Dresden, Mašinski Fakultet Niš, 2004. Dieter Arnold, Kai Furmans, Materialfluss in Logistiksystemen, VDI, Springer Verlag, 6. Aufl, 2009. Goran Petrović, Nikola Petrović, Zoran Marinković, Primena teorije Markova u mrežnim sistemima masovnog opsluživanja, Časopis FACTA UNIVERSITATIS Series Mechanical Engineering, Vol. 6, No 1, 2008, str. 45-56. Jerry Banks, John S. Carson II, Barry L. Nelson: „Discrete-Event System Simulation“, Pearcon Prentice Hall, 2005. Averill M. Law, W. David Kelton, Simulation Modeling and Analysis, McGraw Hill, 2000. Horst Tempelmeier, Material-Logistik, Modelle und Algorithmen für die Produktionsplanung und -steuerung in Advanced Planning-Systemen, Springer Verlag, 7. Aufl., 2008. Dejan Curović, Branko Vasić, Vladimir Popović, Nada Curović: Ekspertsko

planiranje proizvodnje, Časopis IIPP, broj 20, 2008, str. 49-56. /9/ AutoMod, User Manual. /10/ VDI - Richtlinie 3633, Simulation von Logistik-, Materialfluss- und Produktionssystemen. APPLICATION OF SIMULATION MONTAGE SEATS MODEL IN THE BMW LEIPZIG FOR OPTIMIZATION MONTAGE FLOW This paper presents the problem of line for montage seats in the BMW plant Leipzig. Assembling seats temporal must follow the montage process of cars Series 3 in Leipzig. Depending on the wishes of customers, the seats can be simple but and very complex, with many electric motors, special coating and additional systems. In this paper that process is modeled, analyzed and simulated in software AutoMod. The obtained results show time limits which can go when montage the seats and not to jeopardize the montage process of vehicles in the BMW factory. Based on these results, performed the planning and optimization montage process of seats, which must be aligned with the plans of montage themselves vehicles in factory. Keywork: simulation, seat,montage proces

Rad poslat na recenziju: 02.07.2009. godine Rad spreman za objavu: 07.09.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

EKONOMSKI INSTRUMENTI U FUNKCIJI ODRŽIVOG RAZVOJA DRUMSKOG SAOBRAĆAJA Mr Snežana Kaplanović Saobraćajni fakultet Univerziteta u Beogradu Prof. dr Jelica Petrović Saobraćajni fakultet Univerziteta u Beogradu Ivan Ivković, dipl. inž. saobraćaja Saobraćajni fakultet Univerziteta u Beograd Osnovna svrha ovog rada je da prikaže instrumente raspoložive za ostvarivanje održivog razvoja drumskog saobraćaja. U osnovi, postoji pet različitih instrumenata održivog transporta: planski, regulativni, tehnološki, informativni i ekonomski instrumenti. Posebna pažnja posvećena je analizi različitih vrsta ekonomskih instrumenata i njihovom doprinosu održivoj mobilnosti. Ključne reči: održivi razvoj, eksterni efekti, drumski saobraćaj, instrumenti održivog transporta, ekonomski instrumenti UVOD Transportna aktivnost značajno doprinosi celokupnom privrednom i društvenom razvoju. To se odnosi kako na transport robe koji omogućava da proizvedena dobra i usluge stignu do tržišta, tj. da budu dostupna samim potrošačima, tako i na transport putnika koji omogućava mobilnost ljudi u svrhu ostvarivanja profesionalnih i drugih društvenih aktivnosti. Međutim, i pored toga što predstavlja osnovnu pokretačku snagu svake moderne privrede i pruža velike mogućnosti za ostvarivanje društvene interakcije među ljudima, transportni sektor se danas, zbog negativnog uticaja na životnu sredinu, s jedne, i neophodnosti održivog razvoja, s druge strane, nalazi pred velikim ispitom. Naime, primetno je da poslednjih godina postojeće razvojne tendencije, pristupi i raspoložive tehnologije u transportnom sektoru imaju snažne posledice po životnu sredinu, zdravlje ljudi, a u krajnoj instanci i na privredu u celini, te stoga nisu održive na dugi rok. Zbog toga se u razvijenim, ali i u zemljama u razvoju, poslednjih godina ulažu jako veliki napori u kreiranje i sprovođenje strategije razvoja saobraćaja koja će istovremeno omogućiti i garantovanje mobilnosti pojedinaca i poboljšanje ekoloških i društvenih uslova.

Drumski saobraćaj se javlja kao najznačajniji izvor negativnih eksternih efekata ili troškova po životnu sredinu, zdravlje i bezbednost ljudi. Iz tog razloga, ovom vidu saobraćaja se poklanja posebna pažnja u pronalaženju instrumenata za sprovođenje strategije održivog razvoja. Inače, sam koncept održivog transporta moguće je izvesti iz šireg koncepta održivosti koji sa sobom povlači ekonomsku, društvenu i ekološku dimenziju održivosti, a koji glasi: održivi razvoj podrazumeva zadovoljavanje potreba sadašnje generacije bez ugrožavanja mogućnosti da i budući naraštaji zadovolje svoje potrebe. INSTRUMENTI ODRŽIVOG TRANSPORTA U kreiranju strategije održivog transporta koristi se jedan integrisan pristup primene različitih instrumenata sa ciljem da se utiče na potrebe i ponašanje učesnika u saobraćaju i transportu. On uključuje sledeće instrumente:/1/ • • • • •

planske regulativne informativne tehnološke i ekonomske

Planski instrumenti imaju za cilj da omoguće smanjenje same potrebe za putovanjem i to Kontakt: Mr Snežana Kaplanović tako što će obezbediti približavanje ljudi njiSobraćajni fakultet u Beogradu, Vojvode Stepe 305, Beograd hovim profesionalnim i drugim neophodnim druE-mail: s.kaplanovic@sf.bg.ac.rs štvenim aktivnostima. Oni obuhvataju sve one Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009 17

S. Kaplanović i dr. – Ekonomski instrumenti u funkciji održivog razvoja drumskog transporta

instrumente koji se odnose na planiranje načina korišćenja i namene zemljišta u cilju stvaranja uslova za razvoj održivih transportnih sistema, odnosno, sve one mere koje će omogućiti optimalno planiranje nove saobraćajne infrastrukture. Ovi instrumenti za cilj imaju smanjenje obima prevoza i same dužine putovanja, čime se povećava transportna efikasnost, odnosno, smanjuje potrošnja energije, emisija polutanata, buka i drugi negativni eksternih efekti koji nastaju po osnovu saobraćaja i transporta. Razvoj nemotorizovanih vidova saobraćaja, kao što su pešački i biciklistički saobraćaj, a koji nemaju štetne efekte po životnu sredinu, obezbeđivanje novog i modernizacija i održavanje postojećeg javnog prevoza su, takođe, veoma važni za sprovođenje strategije održivog transporta. U transportnom sektoru izuzetno značajnu ulogu imaju regulativni instrumenti, što potvrđuje i činjenica da mnoge zemlje imaju veoma jasna i čvrsta pravila koja regulišu obezbeđivanje i upotrebu saobraćajne infrastrukture i transportnih usluga. Oni se definišu na nacionalnom, regionalnom ili lokalnom nivou i odnose se na uspostavljanje određenih standarda, ograničenja ili administrativnih procedura u obezbeđivanju i korišćenju saobraćajne infrastrukture i transportnih usluga. Informativni instrumenti odnose se na različite edukativne kampanje i promocije koje za cilj imaju podizanja javne svesti o potrebi očuvanja životne sredine, smanjenju zagađenja i povećanju bezbednosti u saobraćaju, zatim na kampanje i promocije koje informišu javnost o mogućnostima korišćenja alternativnih vidova prevoza (npr. promocija pešačkog i biciklističkog saobraćaja). Ovi instrumenti se, takođe, odnose i na različite obuke i treninge vozača, s ciljem da se poveća bezbednost u saobraćaju i da se utiče na njihov način vožnje i pravilno održavanje vozila, čime se postiže efikasnija potrošnja goriva, niži operativni troškovi i niža emisija polutanata. Tehnološki instrumenti se odnose na tehnološko unapređenje postojećih goriva, upotrebu čistijih goriva (tečni gas, prirodni zemni gas, biogas, struja, alkohol, vodonik, pogonske ćelije), tehnološko unapređenje samih vozila koje dovodi do povećanja njihove energetske efikasnosti, primenu različitih komunikacionih i informacionih tehnologija u saobraćaju i transportu i sl.

ZNAČAJ I ULOGA EKONOMSKIH INSTRUMENTA Investicije u saobraćajnu infrastrukturu, u mnogim zemljama, znatno prevazilaze prihode koje država ostvaruje po osnovu njene upotrebe. To znači da korisnici saobraćajne infrastrukture samo delimično nadoknađuju troškove koji nastaju po osnovu obezbeđivanja (izgradnje, održavanja i modernizacije) i upotrebe saobraćajne infrastrukture, dok se ostatak nadoknađuje iz državnog budžeta. I upravo zbog toga, jedan od ključnih ciljeva upotrebe ekonomskih instrumenata, posebno u prošlosti, bilo je njihovo korišćenje radi obezbeđivanja sredstava za pokrivanje infrastrukturnih troškova. Danas su ciljevi upotrebe ekonomskih instrumenata sve više usmereni ka obeshrabrivanju korišćenja privatnog, odnosno, podsticanju korišćenja javnog prevoza, kao i podsticanju korišćenja energetski efikasnijih vidova transporta i tipova vozila, čime se smanjuje i emisija polutanata. To znači da se ekonomski instrumenti, danas, sve više koriste u svrhu internalizacije različitih eksternih efekata koji se javljaju u saobraćaju i transportu. Eksterni efekti su koristi ili troškovi koji nastaju za treća lica u tržišnim transakcijama između kupaca i prodavaca, a koji nisu obuhvaćeni tržišnom cenom. Kao takvi oni narušavaju princip nevidljive ruke tržišta, tj. princip koji sugeriše da ukoliko pojedinac sledi sopstvene interese, raste i društveno blagostanje. U slučajevima kada postoje eksterni efekti, ponašanje isključivo u skladu sa sopstvenim interesima narušava interese drugih. To dovodi do zaključka da su u uslovima postojanja eksternih efekata, koji predstavljaju samo jednu od formi distorzije tržišta, mogućnosti za tržišno rešenje smanjene. S obzirom da tada, tržišne cene ne reflektuju pune društvene troškove ili koristi, spontano delovanje tržišta u tim uslovima neće voditi ka Pareto optimalnom rešenju. Transportna aktivnost, kao i većina drugih ljudskih aktivnosti, proizvodi veliki broj raznovrsnih eksternih efekata. Najznačajniji, s obzirom na njihov uticaj na životnu sredinu i zdravlje ljudi, su negativni eksterni efekti. To se pre svega odnosi na zagađenje bukom, zagađenje vazduha, saobraćajne nesreće i zagušenje. Isključivanje iz obračuna ovih eksternih troškova, moglo bi umnogome uticati na pogrešno donošenje odluka na transportnom tržištu. Ostali eksterni troškovi u saobraćaju i transportu koji se odnose na gubitak vizuelnog zadovoljstva, razdvojenost, stvaranje otpada, Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

S. Kaplanović i dr. – Ekonomski instrumenti u funkciji održivog razvoja drumskog transporta

vibracije i sl., imaju daleko manji značaj. Međutim, za pojedine odluke i ovi troškovi mogli bi biti od presudnog značaja. VRSTE EKONOMSKIH INSTRUMENATA U transportnom sektoru koriste se tri osnovne kategorije ekonomskih instrumenata /2/ • subvencije • aukcije i licitacije • takse i porezi Subvencije za cilj imaju da određene vidove saobraćaja učine jeftinijim za iznos isplaćene subvencije. Na taj način ovi finansijski podsticaji, utiču na tekući obim i strukturu različitih vidova saobraćaja, a samim tim i na efekte koje transportna aktivnost ima na životnu sredinu: Efekti na životnu sredinu ispoljavaju se preko uticaja subvencija na:/3/ • ekološke performanse vozila, tako što omogućavaju premošćavanje jaza između troškova vozila koja su mnogo više u funkciji očuvanja životne sredine i troškova konvencionalnih vozila. • upravljanje transportom (npr. utiču na odluke koje se tiču obima i strukture voznih parkova, planiranih ruta i sl.), a samim tim i na efikasnost transportnog sistema. • polje delovanja različitih vidova saobraćaja, tako što dovode do preusmeravanja od više ka manje, po životnu sredinu, štetnim vidovima saobraćaja i obrnuto. • obim prevoza, tako što raste tražnja za transportnim uslugama koje su, zbog subvencionisanja, jeftinije, što može uticati na promenu ukupne emisije polutanata. Aukcije i licitacije predstavljaju kategoriju kvantitativnih instrumenata koji se koriste za određivanje cena u transportu u situacijama kada postoje režimi koji kvantitativno ograničavaju pristup transportu. Osnovni cilj poreza i taksi predstavlja prikupljanje novca neophodnog za finansiranje državnih izdataka. Međutim, s obzirom da porezi i takse dovode do promene relativnih cena oporezovanih proizvoda i usluga u odnosu na neoporezovane, oni umnogome mogu uticati i na promenu ponašanja potrošača i proizvođača. Zbog toga se oni, sve više koriste kao instrumenti za ostvarivanje određenih ciljeva u okviru saobraćajne, energetske i politike očuvanja životne sredine. Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Porezi predstavljaju instrument, kojim država, prinudno bez neposredne protivusluge, prikuplja sredstva u svrhu pokrivanja svojih finansijskih potreba i postizanja drugih, prvenstveno ekonomskih ciljeva. S druge strane, pod taksama se podrazumevaju javni prihodi koje država i njeni organi primaju kao protivnaknadu od pojedinaca ili grupa za učinjene usluge svojih organa i ustanova. Osnovni cilj uvođenja taksi i poreza u saobraćaju i transportu jeste da se putem povećanja cena transportnih usluga, obezbedi smanjenje ukupne tražnje za transportnim uslugama i destimuliše upotreba, po životnu sredinu i zdravlje ljudi, štetnijih transportnih tehnologija i vidova transporta. Porezi i takse predstavljaju najvažniju kategoriju ekonomskih instrumenata i zato se njihovom izučavanju poklanja najveća pažnja. Porezi i takse u vezi sa vozilom Ideja o nametanju ove vrste taksi i poreza leži u činjenici da se od onog ko poseduje vozilo očekuje da ili već koristi ili će koristiti postojeće puteve. Iz tog razloga svaki vlasnik vozila treba i mora da učestvuje u finansiranju troškova izgradnje i održavanja saobraćajne infrastrukture. Ova vrsta poreza i taksi, takođe, utiče i na smanjenje obima saobraćaja, a samit tim i na smanjenje negativnih eksternih efekata, kao što su zagušenje, zagađenje, saobraćajne nezgode i sl. To se posebno odnosi na one poreze i takse koje se javljaju kao element prodajne cene što može dovesti do značajnog povećanja cene vozila, a samim tim i do manje tražnje za vozilima, odnosno, do smanjenja broja putničkih vozila i razvoja i jačanja značaja javnog prevoza koji je znatno više u funkciji očuvanja životne sredine. Porezi i takse u vezi sa vozilom mogu se odnositi na poreze koji su povezani sa nabavkom ili kupovinom vozila, kao i na poreze i takse koje se tiču samog posedovanja ili vlasništva nad vozilom. U zemljama članicama Evropske Unije (EU), porez na dodatu vrednost (PDV) na motorna vozila kreće se u rasponu od 15% (Luksemburg) do 25% (Danska, Švedska)./4/ Kao dodatak na PDV, mnoge zemlje članice EU primenjuju i neki oblik poreza koji se naplaćuje prilikom kupovine, odnosno, prilikom prve registracije vozila u nacionalni registar vozila, s tim da se u nekim od njih, ovakva vrsta poreza naplaćuju i pri svakoj promeni vlasništva nad 19

S. Kaplanović i dr. – Ekonomski instrumenti u funkciji održivog razvoja drumskog transporta

vozilom. Ovakve vrsta poreza se vezuju, pre svega, za putnička vozila. Njihov obračun, u zemljama članicama EU, nije jedinstven s obzirom da se primenjuju različite kalkulacione metode i različite stope oporezivanja, tako da oni variraju od zemlje do zemlje. Oni se mogu bazirati na prodajnoj ceni (Danska ili npr. Holandija koja stopu ovog poreza smanjuje ili povećava i po osnovu efikasnosti potrošnje goriva datog vozila u odnosu na druga vozila iste veličine), CO2 emisiji (Španija, Finska), zapremini motora (Kipar koji vrši prilagođavanje ovog porez i u odnosu na emisiju CO2), prosečnoj potrošnji goriva (Austrija) i sl. /5/ Porez na motorna vozila koji se obračunava na godišnjem nivou postoji u svim zemljama članicama EU i to kako za putnička, tako i za komercijalna vozila. U okviru ovog poreza plaća se i taksa za korišćenje puteva, kojom se vozilu daje pravo da u određenom vremenskom periodu koristi saobraćajnu infrastrukturu. Osnovica za obračunavanje ove vrste poreza razlikuje se među zemljama, a može obuhvatati neke ključne karakteristike vozila kao što su: zapremina motora, snaga motora, masa vozila, starost vozila i sl. U mnogim zemljama ovaj porez se diferencira u zavisnosti od toga da li se radi o komercijalnim ili putničkim motornim vozilima, a u pojedinim zemljama i u zavisnosti od toga da li motorna vozila koriste dizel ili benzin kao pogonsko gorivo. Neke zemlje su, sprovodeći neku vrstu eko reforme poreza i taksi u vezi sa vozilom, uvele mogućnost diferenciranja i prema potrošnji goriva, euro standardima, ili emisiji CO2, što tera ljude da kupuju vozila koja su energetski efikasnija i ekološki čistija. Porezi i takse u vezi sa gorivom Oporezivanje pogonskih goriva smatra se jednim od najvažnijih ekonomskih instrumenata u transportnom sektoru. Ova vrsta poreza obezbeđuje značajne državne prihode, poreski opterećuje korisnike saobraćajne infrastrukture u skladu sa stepenom njenog korišćenja, promoviše efikasniju upotrebu samih vozila povećavajući operativne troškove vozila za svakog pojedinačnog vozača, a samim tim promoviše i efikasniju upotrebu saobraćajne infrastrukture, a takođe, doprinosi i zaštiti životne sredine. Transportna aktivnost u velikoj meri doprinosi degradaciji životne sredine, kako na lokalnom, tako i na globalnom nivou. Najznačajniji globalni uticaj transporta rezultira iz oslobađanja ugljen20

dioksida (CO2) u atmosferu kao neizbežne posledice sagorevanja fosilnih goriva, čime se značajno doprinosi globalnom zagrevanju. Na lokalnom nivou, emisija sumpor-oksida (SOX), azot-oksida (NOX), ugljenmonoksida (CO), ugljovodonika (HC), isparljivih organskih jedinjenja (VOCS) i čestica prašine (PM) je umnogome odgovorna za različite uticaje na zdravlje ljudi, koji se ogledaju u porastu broja obolelih od raka i kardiovaskularnih bolesti. S ekonomskog stanovišta najbolje rešenje koje bi omogućilo internalizaciju eksternih troškova zagađenja prouzrokovanih transportnom aktivnošću, bilo bi postignuto primenom poreza na emisiju čija bi visina zavisila od količine emitovanog zagađenja. Na taj način postojali bi jaki ekonomski podsticaji za sve korisnike vozila, da kroz adekvatan izbor vozila i pogonskog goriva obezbede smanjenje samog nivoa emisije u cilju obezbeđivanja manjih poreskih opterećenja što bi ujedno vodilo i poboljšanju kvaliteta životne sredine. Međutim, ovakva poreska rešenja još dugo neće naći svoju punu primenu iz razloga što je za vozila koja se koriste, veoma teško i veoma skupo obezbediti konstantno merenje nivoa emisije, a zatim i primenu različitih poreskih stopa koje bi varirale u zavisnosti od nivoa same emisije.[6] Imajući u vidu teškoće u primeni poreza na emisiju, u praksi je zaživeo jedan mnogo jednostavniji pristup, tj., uvođenje poreza na proizvode koji stvaraju zagađenje, bilo njihovom proizvodnjom ili njihovom potrošnjom. Obzirom da je emisija štetnih materija u velikoj meri u srazmeri sa količinom utrošenog goriva, porezi na gorivo javljaju se kao veoma dobro rešenje koje obezbeđuje internalizaciju troškova zagađenja životne sredine prouzrokovanih transportnom aktivnošću. Pogonska goriva su, u svim zemljama EU, predmet velikog broja poreza. Osim PDV i akciza, u pojedinim zemljama članicama postoje i neke druge vrste specijalnih poreza na pogonska goriva, kao što su porez za skladištenje pogonskih goriva (Holandija, Nemačka i Finska), porez na CO2 (Danska, Holandija i Finska) i neke druge vrste ekoloških poreza i taksi. Inače, važno je napomenuti da zemlje članice EU, u poređenju sa ostatkom sveta, primenjuje najviše stope poreza na pogonska goriva iz sledećih razloga: većina ovih zemalja uvozi naftu; želje i obaveze da se dostignu ciljeve definisane Kyoto protokolom; zato što su prihodi po osnovu oporezivanja goriva veoma važan izvor prihoda u državnom budžetu. Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

S. Kaplanović i dr. – Ekonomski instrumenti u funkciji održivog razvoja drumskog transporta

Kod oporezivanja pogonskog goriva u svim zemljama primenjuje se princip diferencijalnih poreskih stopa. Diferencijalne stope poreza na pogonska goriva mogu za cilj imati favorizovanje upotrebe ekološki čistijih goriva, bezolovnog u odnosu na olovni benzin, dizela sa ultra niskim sadržajem sumpora (ULSD) u odnosu na običan dizel, gasovitih goriva (CNG i LPG) u odnosu na benzin i dizel uopšte i sl. Naplate za vožnju na određenom putu ili u određenom području Osnovna ideja ovog instrumenta je da korisnici plate određenu naknadu za vožnju na određenom putu ili u određenom području. S obzirom da se njegovom primenom povećavaju troškovi kretanja vozila, on se javlja kao značajan instrument za podsticanje vozača da koriste alternative načine transporta. Pored toga, on predstavlja i značajan instrument u funkciji povećanja prihoda za finansiranje saobraćajne infrastrukture (uz napomenu da ovaj instrument, s obzirom da je njegova primena na celokupnoj drumskoj mreži tehnički i finansijski teško izvodljiva, ne može predstavljati jedan od najvažnijih instrumenata za stvaranje prihoda iz kojeg će se finansirati saobraćajna infrastruktura) i značajan instrument u borbi za smanjenje saobraćajnog zagušenja, što dovodi do manjenje potrošnje goriva i manje emisije polutanata. Iznos naplate može varirati u zavisnosti od kategorije vozila ili od vremenskog perioda u toku dana. Ovaj instrument se javlja u sledećim oblicima/2/ •

•

Opšta naplatna šema za kompletnu drumsku mrežu, koja se u praksi slabo primenjuje jer zahteva velika finansijska sredstva, a uz to je tehnički jako zahtevna i teško izvodljiva. Putarine (koje se obično koriste za povraćaj investicija i pokrivanje troškova održavanja saobraćajne infrastrukture) Naknade za vožnju u gradovima koje se, na primer, mogu javiti u obliku: naplata učešća u saobraćajnim zagušenjima u cilju preusmeravanja na druge rute, druge vremenske periode i druge vidove transporta (congestion pricing); naplata na koridoru koju plaćaju vozači da bi vozili u određenom području, najčešće centru grada, a koje mnogi primenjuju samo u vršnom periodu, odnosno, radnim danima (cordon pricing); Sistem vinjeta koji predstavlja naknadu za privremeno korišćenje određene putne mre-

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

•

že, na primer autoputeva. Vinjete, inače, predstavljaju kartice koje se koriste za naplatu putarine elektronskim putem, automatskim nailaskom vozila na naplatnu rampu. Elektronska taksa po pređenom putu za teška teretna vozila.

Troškovi i tehnologija potrebni za nametanje i prikupljanje ovih vrsta naplata su važno pitanje prilikom donošenja odluke o njihovom implementiranju. Takođe, je važno i pitanje preusmeravanja vozila sa puteva na kojima se naplaćuju ove vrste taksi na okolnu mrežu puteva, jer će mnogi vozači, da bi izbegli ovu vrstu naplata, preći na korišćenje sekundarnih ili puteva čije pojačano korišćenje može imati mnogo veće posledice po životnu sredinu. U cilju očuvanja preusmeravanja vozila u prihvatljivim granicama, nivo ovih taksi ne treba da bude previsok. Sa druge strane, moguće je i uključivanje okolne mreže puteva u ovaj sistem naplate. Naknade za parkiranje Naknada za parkiranje znači da vozač direktno plaća za korišćenje objekata za parkiranje./7/ Ova vrsta naknada se uvodi s ciljem da se, preko povećanja troškova upotrebe vozila prouzrokovanog porastom troškova parkiranja, obezbedi: •

•

• •

smanjenje problema parkiranja na određenom području (npr. centralnom gradskom području), smanjenje prometa vozila u jednom području, kako bi se obezbedio lakši pristup i smanjilo saobraćajno zagušenje posebno u urbanim sredinama, što bi dovelo do smanjenja zagađenja i broja saobraćajnih nezgoda, destimulisanje dolazaka u centralnu gradsku zonu sopstvenim automobilom i preusmeravanje na putovanje nekim alternativnim vidovima putovanja ili kretanja koji su mnogo više u funkciji očuvanja životne sredine, pokriće troškova objekata za parkiranje i prikupljanje prihoda koji će se koristiti i u neke druge svrhe.

Naknada za parkiranje se može uspostaviti kako za ulično, tako i za vanulično parkiranje, a diferenciranje ove vrste naknade može se izvršiti po osnovu vremenskog perioda dana, dana u nedelji, dužine parkiranja, zone parkiranja, vrste vozila i sl. 21

S. Kaplanović i dr. – Ekonomski instrumenti u funkciji održivog razvoja drumskog transporta

ZAKLJUČAK Transportna aktivnost ima značajne ekonomske i društvene efekte. U uslovima nedovoljno razvijenog i neefikasnog transportnog sistema dolazi do različitih oblika gubitka društvenog blagostanja, frustracija, smanjene pokretljivosti i rasta ekonomskih troškova. Obrnuto, kada je transportni sistem efikasan, postižu se društvene i ekonomske koristi, podiže se nivo ekonomskog blagostanja ljudi, stepen njihove bezbednosti i kvalitet okruženja. U razmatranju mogućih političkih instrumenata koji mogu voditi ka održivom razvoju transporta, posebno drumskog koji se javlja kao najveći izvor negativnih eksternih efekata, ekonomski instrumenti predstavlja veoma važan segment. Međutim, ne može se samo primenom ekonomskih instrumenata odgovoriti na različite ekonomske, društvene i ekološke izazove pred kojima se saobraćaj i transport danas nalaze. Kombinacija različitih planskih, regulativnih, informativnih, tehnoloških i različitih cenovnih i kvantitativnih ekonomskih instrumenata može biti mnogo efikasnija u dostizanju održive mobilnosti drumskog, ali i saobraćaja uopšte. Pravi miks ovih instrumenata može preusmeriti transportnu tražnju u pravcu koji će u dugoročnoj perspektivi obezbediti da transportni sektor bude mnogo više u funkciji očuvanja životne sredine, bezbednosti i ljudskog zdravlja. Različiti ekonomski instrumenti, predstavljeni u ovom radu, mogu značajno doprineti sprovođenju strategije održivog razvoja. Njihovom primenom mogu se obezbediti neophodna sredstva za finansiranje izgradnje i održavanja saobraćajne infrastrukture, efikasnija alokacija resursa za i unutar transportnog sektora, smanjenje zagušenja, emisije polutanata, i svih drugih negativnih eksternih efekata poreklom iz saobraćaja i transporta. LITERATURA /1/

/2/

Darkmann H., Brannigan C. (2007): “Transport and climate change, Module 5 - Sustainable Transport: A Sourcebook for Policy-makers in Developing cities”, Division 44, Environment and Infrastructure, GTZ: Eschborn, Germany Schwaab, J. A., Thielmann, S. (2001): “Economic Instruments for Sustainable Road Transport: An Overview for Policy Makers in Developing Countries”, Division 44, Environmental Management, Water,

/3/

/4/

/5/

/6/

/7/

Energy and Transport, GTZ: Eschborn, Germany European Environment Agency / EEA (2007): “Transport and environment: on the way to a new common transport policy”, EEA Report, No 1/2007, EEA: Copenhagen, Denmark European Commission / EC (1997): “Vehicle Taxation in the European Union 1997, background paper, European Commission Directorate General XXI, Ref XXI/306/98-EN, Brussels 8 September, 1997, Belgium European Automobile Manufacturers’ Association / ECEA (2009): “Overview of CO2 Based Motor Vehicle Taxes in the EU” European Automobile Manufacturers’ Association web-site: www.acea.be/images/uploads/files/20090 202_CO2_tax_overview.pdf, 16/02/2009 Kaplanović S., Ivković I., Petrović J. (2007) “Porez na pogonska goriva u transportnom sektoru - instrument u funkciji zaštite životne sredine“, Istraživanja i projektovanja za privredu, Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd, godina V, broj 16, 2007, str. 39-46. Victoria Transport Policy Institute / VTPI (2008): “Online TDM Encyclopedia – Parking Pricing: Direct Charges for Using Parking Facilities”, Updated July 22, 2008, Victoria Transport Policy Institute

ECONOMIC INSTRUMENTS IN FUNCTION OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF ROAD TRANSPORTATION The main purpose of this paper is to give an overview of the instruments available for achieving sustainable development of road transportation. Basically, there are five different sustainable transport instruments: planning, regulatory, information, technological and economic instruments. Special attention is given to the analysis of different type of economic instruments and their contribution to sustainable transport mobility. Key words: sustainable development, external effects, road transportation, sustainable transport instruments, economics instruments

Rad poslat na recenziju: 25.07.2009. godine Rad spreman za objavu: 07.08.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

PRIMENA ALATA KVALITETA AUTOINDUSTRIJE U DRUGIM GRANAMA INDUSTRIJE Prof. dr Ilija Đekić Poljoprivredni fakultet Univerziteta u Beogradu Rezime: Alati kvaliteta predstavljaju osnovne alate koji su pokrenuli zamajac razvoja pokreta kvaliteta od njenog samog početka. Njihova primena je svoju prvu pravu primenu našla u autoindustriji ali je njihova svestranost omogućila dalju primenu u sve druge industrije. Danas, u vreme svetske ekonomske krize, smanjenje troškova kroz primenu alata kvaliteta predstavlja svojevrsnu renesansu tih alata. Ključne reči: alati kvaliteta, autoindustrija, druge industrije UVOD Savremena autoindustrija je u primeni savremenih menadžment principa bila pionir i jedan od najvećih promotera menadžmenta kvalitetom. Doba masovne industrijske proizvodnje (1900 - 1930) je u literaturi poznato upravo po modelu koji je prvi primenio Henry Ford. Doba masovnog marketinga (1930 - 1960) bilo je oličeno u transferu upravljanja preduzećem sa proizvodne na tržišnu orijentaciju i osluškivanja zahteva potrošača, gde je General Motors bio jedan od prvih koji je to na vreme shvatio i krenuo u tom pravcu. Danas u zahtevima za sertifikacijama upravo je autoindustrija prva koja zahteva da se prva tri nivoa dobavljača sertifikaciju prema definisanim standardima. Poslednjih godina u konceptima kvaliteta vidljive su dve značajne promene, i to: •

migriranje iz oblasti zadovoljenja zahteva kupaca i težnje za zadovoljenjem i prevazilaženjem zahteva kupaca ka težnji ka zadovoljenju interesa većeg broja zainteresovanih strana, gde vla-snici zauzimaju prvo mesto, ispred kupaca • uvođenje koncepta upravljanja rizicima po samo poslovanje i težnja ka razvijanju alata koji rizike svode na prihvatljiv nivo. Revizija standarda ISO 9001 krajem 2008 i najava standarda ISO 9004 koji u svom naslovu nosi transformaciju ka održivom uspehu organizacije kroz primenu menadžmenta kvalitetom (Managing for the sustained success of an organization - A quality management Kontakt: Prof. dr Ilija Đekić Poljoprivredni fakultet u Beograd Nemanjina 6, 11080 Beograd - Zemun E-mail: idjekic@nadlanu.com

approach) su veliki iskorak u preusmeravanju filozofije kvaliteta. Izdavanje dva veoma interesantna standarda ovde zaslužuju da se pomenu jer su uneli novinu u razmišljanja o menadžment sistemima: •

•

ISO 10014:2006 - Guidelines for realizing financial and economic bene-fits, International Organization for Standardization, 2006 BS 25999-1 Code of Practice for Business Continuity Management, British Standards, UK, 2006

Prvi daje razradu alata koji treba da pomognu ostvarenju finansijsko - ekonomskih koristi, a drugi zahteva razradu modela upravljanja svim kriznim situacijama koje mogu da ugroze poslovanje organizacije. Cilj ovog rade jeste pokušaj približavanja alata kvaliteta poznatih i najviše primenjenih u autoindustriji u druge industrije i pokušaj posmatranja tih alata u prizmi ne samo razvoja sistema menadžmenta kvalitetom, već prevashodno opstanka organizacije, gde upravljanje troškovima kvaliteta postaje imperativ opstanka organizacije, /1/. Radi podsećanja, najznačajnije karakteristike koncepta kvaliteta u autoindustriji se mogu videti kroz posmatranje naprednih menadžment rešenja primenjenih u autoindustriji koji podrazumevaju procesno modeliranje uz aktivno praćenje procesa preko mapiranja procesa ili dijagrama tokova, efektivno upravljanje dokumentima uz efektivnu dokumentaciju, stalno unapređenje, poslovna orijentisanost ka ostvarenju zadovoljstva kupaca ali i svih drugih interesnih strana. Razlika u pristupu se može prikazati na sledeći način, /2/:

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

I. Đekić – Primena alata kvaliteta autoindustrije u drugim granam industrije

Stari pristup -

Provera po zahtevima

Provera po procesima

Pomaže proverivačima

Pomaže organizaciji

Naglašena dokumentacija

Naglasak na kontroli

Naglasak važnosti

Inhibira upravljanje

Pomaže korisnicima

Nema privrženosti

Naglasak na upravljanju

Obuka kadrova

Izvršno rukovodstvo

Kompetentnost kadrova

Praćenje, merenje, analiza

Iako i sam standard ISO 9001 (u verzijama 2000 i 2008) naglašavaju da se stalno poboljšanje očekuje u sledeće tri oblasti: (i) stalno unapređenje sistema menadžmenta; (ii) stalno unapređenje procesa i (iii) stalno unapređenje proizvoda, ipak je autoindustrija prva u svom pristupu zahtevala potvrde toga kroz interne / eksterne provere sistema menadžmenta, procesa i proizvoda. GLOBAL SUPPLY CHAIN Koncept globalnog lanca snabdevanja kod multinacionalnih kompanija je doveo do pojave Glocal pristupa (Global Company - Local Supplier) koji ima sledeće karakteristike: • • •

•

Globalna kompanija ima definisan kvalitet svog proizvoda koji je isti za ceo svet Globalne kompanije razvijaju lokalne dobavljače po istim pravila širom sveta Svi lokalni dobavljači moraju da primenjuju iste alate kvaliteta i da zadovoljavaju željeni kvalitet proizvoda koji isporučuju Svi lokalni dobavljači moraju da imaju sertifikovane integrisane sisteme (često od unapred definisanih sertifikacionih tela i za definisane standarde) Svi lokalni dobavljači su predmet provera preko druge strane koje anagažuju globalne kompanije.

Ovakav pristup je prvi potekao upravo iz autoindustrije koja je još krajem XX veka uvela zahteve da prva tri nivo dobavljača moraju imati sertifikovane sisteme kvaliteta (u to vreme su to bile različite specifikacije kao npr. QS 9000, PSA, VDA i dr. a sada je to ISO/TS 16949), 24

Novi pristup

rizicima

zatim sa zahtevima standarda ISO 14001 (Ford je još 2001. godine zahteva da se pogoni dobavljača sertifikuju prema ISO 14001 do juna 2003, GM do kraja 2002 a Daimler Chrysler do početka 2003. godine). Danas su tu i zahtevi vezani za društvenu odgovornost, bezbednost i zdravlje na radu, itd. Osim standarda, sledeći korak je provera dobavljača od strane kupaca /pisaca zahteva/ i te provere sprovode izuzetno kompetentni proverivači čime se postiže podizanje nivo primene QMS na neslućene visine. Uz zahteve standarda, dobavljači imaju set svojih zahteva i proverivači imaju ulogu STA (Supplier Technical Assistance), gde je obično jedan STA zadužen kod finaliste za jednog dobavljača, realizuje pomenute provere, kasnije prati dobavljača kroz sve faze APQP i PPAP procesa, i konačno učestvuje u letećim timovima finaliste koji posećuju jednokratno dobavljača, kako bi pomogli u realizaciji izabranog paketa konkretnih unapređenja (partnersko podizanje konkurentnosti)./3/. Sličan princip imaju globalne multinacionalne kompanije iz oblasti prehrambene industrije. One razvijaju svoje interne standarde po kojima uređuju svoj sistem bezbednosti hrane. Ti standardi su najčešće deo integrisanih menadžment sistema (sistem upravljanja kvalitetom prema ISO 9001, sistem upravljanja zaštitom životne sredine prema ISO 14001 i sl.) Primeri tih internih standarda su Nestle NQS, McDonalds Food Safety System, Coca-Cola Qualty System Standards, Kraft Food System itd. Veoma važno je napomenuti da ovi standardi služe ne samo tim multinacionalnim kompanijama da unapređuju svoj sistem bezbednosti hrane, već se ti standardi koriste u dve svrhe i to: Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

I. Đekić – Primena alata kvaliteta autoindustrije u drugim granam industrije I

•

Kao kriterijum provere po kojima sertifikaciona ili nezavisna tela proveravaju njihov sistem; to podrazumeva da centrala multinacionalne kompanije potpiše tzv "krovni" ugovor o saradnji sa nezavisnim telima koji će širom sveta za potrebe multinacionalne kompanije proveravati njihove fabrike širom sveta. Tu su naravno uključene i obuke proverivača za taj specifičan interni standard. Kao kriterijum provere preko druge strane; to podrazumeva da multinacionalne kompanije po tom standardu proveravaju svoje dobavljače i daju im neku vrstu

odobrenja da mogu biti u lancu snabdevanja (sertifikat ili "appro-val"), /4/. Realan situacija je da su zahtevi sve složeniji i sve zahtevniji i sve je manje onih koji mogu da zadovolje te zahteve. Interesantno je pomenuti reči predsedavajućeg komiteta TC 34 koji je radio na izradi ISO 22000 standarda, gospodina Jacob Færgemand koji je sam u svom ekspozeu u Rimu vezanom za publikaciju ISO 22000 slikovito predstavio kome je namenjen standard ISO 22000, /5/, slika 1.

Slika 1 – hijerarhija primenljivosti zahteva standarda

Drugim rečima, sužava se broj onih koji mogu da zadovolje zahteve date u ISO 22000. Slično kao i kod drugih upravljačkih standarda koji su vezani za neku industriju (industry specific management system standards) kao što su ISO/TS 16949:2002, AS 9100 i dr., broj onih koji će se po ovom standardi sertifikovati neće biti veliki. Razlog za poređenje sa automobilskom industrijom je taj što je to industrija koja učestvuje sa prometom od 1.600 milijardi evra, da je u pitanju država, bila bi 6. ekonomska sila sveta, zapošljava preko 5% ukupne svetske proizvodne radne snage, ona je najveći inovator na svetu i troši preko 66 milijardi evra na

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

istraživanje i razvoj, /6/. Sa druge strane, prehrambena industrija je u 2007. godini imala obrt od 3.000 milijardi USD /7/. Sve globalne industrije postavljaju sve strožije i strožije zahteve i sve je manje organizacija koje mogu da zadovolje te zahteve. Kriterijumi i zahtevi koji se postavljaju pred organizaciju su sve opširniji i sve složeniji, a vreme koje organizacija ima da odgovori na te izazove je sve kraće, uz drastično opadanje nivoa znanja u organizacijama bilo kog tipa (mala / velika, proizvodna / uslužna) /8/.

I. Đekić – Primena alata kvaliteta autoindustrije u drugim granam industrije

Slika 2 – Osobenosti i obeležja organizacija

ALATI KVALITETA ZAHTEVANI U AUTOINDUSTRIJI Ako se nešto može opravdano istaknuti u autoindustriji, to je njen nesumnjivi doprinos razvoju izuzetnih i veoma korisnih alata unapređenja, koja prožimaju sve gore nave-dene dimenzije unapređenja – i unapređenje sistema, i unapređenje procesa i unapređenje proizvoda. Prvi alati koji su se javili su opštepoznati, i to: APQP (Advanced Product Quality Planing) je alat koji se sastoji iz pet faza koji u najkraćem znači pretvaranje procesa dobavljača u glas kupca (Voice of the Customer – VOC). Ovaj alata kroz svojih pet faza: (i) upravljanje projektom i vremenom projektnih faza, (ii) utvrđivanje obima projekta i zahteva projekta, (iii) projektovanje i razvoj proizvoda, (iv) projektovanje i razvoj procesa i (v) validacija 26

procesa i proizvoda, definiše metodologiju razvoja alata kvaliteta za zadovoljavanje zahteva kupaca kroz reinženjering procesa kod dobavljača. Ovaj alat sve više nalazi svoju primenu u svim proizvodnim industrijama koje imaju serijsku proizvodnju a vezani su za metalski kompleks. PPAP (Production Part Approval Process) je alat kojim se uređuju sve situacije u kojima je dobavljač dužan da pribavi saglasnost kupca pre isporuke proizvoda, počev od odstupanja, izmene tehnologije itd. sastoji se iz velikog broja 'usaglašavanja' i primenljiv je u paketu sa APQP u svim proizvodnim industrijama koje imaju serijsku proizvodnju a vezani su za metalski kompleks. FMEA (Failure Mode and Effect Analysis), šire i ranije poznata metoda identifikovanja i Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

I. Đekić – Primena alata kvaliteta autoindustrije u drugim granam industrije I

upravljanja rizicima gde se sa jedne strane poboljšava metodologija projektovanja proizvoda i procesa, a sa druge strane se identifikuju i rešavaju kritične karakteristike, radi zasebnog tretmana u dokumentaciji, praćenju itd. Ova metoda je prisutna u industriji medicinskih aparata, avio i kosmičkoj industriji, elektronskoj industriji i sl. SPC (Statistical Process Control), je tehnika koja se sada postala standard u svim ozbiljnim serijskim proizvodnjama (primena kontrolnih karata, definisanje statističkih pokazatelja kao i stabilnosti procesa kao što su Cp/Cpk i drugi pokazatelji); Ova tehnika je primenljiva i u proizvodnim organizacijama i u uslužnim organizacijama (banke, zdravstvo i dr.) MSA (Measurement System Analysis) je statistički alat koji se koristi da bi se analizirala odstupanja merenih veličina i mernih sistema odnosno vrši se ocena mernih sistema kojima se prati ponovljivost merenja merila tj. osetljivost merila na promenu operatora koji ga koristi, posebno za merila primenjivana za kritične karakteristike. Ovom metodom se dopunjavaju zahtevi za verifikaciju merila i sledljivost do nacionalnih standarda kroz uspostavljanje mehanizma tekuće analize varijacija merenja. Ovaj alat je primenljiv u svim industrijama gde se vrše bilo kakva merenja (drugim rečima u svim QMS sistemima koji nisu isključili zahtev 7.6) Perfect order (idealna narudžbina) je tehnika koja podrazumeva karakterizaciju nabavke na kašnjenje, loš kvalitet samih proizvoda, oštećenja, pogrešne oznake, pogrešna pakovanja, pogrešne količine, i dr. Danas je ta tehnika iz nabavke postala tehnika prodaje u smislu vrednovanja da li globalna kompanija uvek ima dostupnim sve svoje proizvoda za svakog kupca širom sveta. Tehnika se sve više primenjuje kod robe široke potrošnje, prevashodno u prehrambenoj industriji. Američka auto industrija je dugo vremena inspiraciju za nove alate nalazila u Japanu i u japanskoj autoindustriji. Dva najpoznatija koncepta koja su iz autoindustrije našla primenu u prehrambenoj industriji, ali i u drugim proizvodnim industrijama su Kaizen i 5S Kaizen (ili Lean management) podrazumeva analizu radnih mesta i njihova optimizacija sa aspekta smanjenja troškova (rasipanja), identifikuje kritična mesta i daje praktične predloge. Analiza troškova i njihova identifikacija ima za cilj da analizira, izmeri i pruži predloge Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

smanjenja 8 tipova troškova i organizacionu optimizaciju proizvodnog procesa tzv. DOWNTIME (od engleskih reči Defects, Overproduction, Waiting, Non Value Added Processing, Transportation, Inventory, Motion, Employee knowledge and skills), i to: •

•

Defects /sve vrste defekata/ koji se javljaju tokom proizvodnog procesa (pogrešno postavljanje modli ili delova na mašini, nedostatak rezervnih delova, pojava neusaglašenog proizvoda, nepodešena mašina /oprema, nekalibrisana merna oprema, pogrešne operacije, itd.) Overproduction /neoptimizovana proizvodnja/ - mnoge kompanije često nemaju optimizovanu proizvodnju jer se gube delovi opreme, proizvoda, sirovina, materijala, ambalaže i drugog inventara pa se troši više nego što treba Waiting /zastoji/ - zastoji i čekanja su najskuplji troškovi koji se javljaju usled nesinhronizovane proizvodnje između procesa ili usled loše pripreme. Čekanja za sirovinu, pripremu, ambalažu i dr. često nastaju i usled nedostatka definisanih i pisanih pravila o načinu skladištenja i kada se gubi vreme na traženje raznih potrebnih stvari koje nisu na mestu Non Value Added Processing /rad bez ikakve dodatne vrednosti/ - katkada se dešava da dokumentacija ne prati izmene u proizvodnim ili tehnološkim operacijama ili postoji prevelika administracija. Stara pravila rada se ne menjaju dovoljno brzo i radi se pogrešno. Transportation /transport/ ulaznih i izlaznih elemenata procesa se javlja nekada u većem obimu od potrebnog jer često se traže dodatna transportna sredstva i više skladišnog prostora. Nedovoljno osmišljeno mesto gde šta skladištiti, uključujući i mesta za smeštanje paleta u proizvodnom delu, često dovodi do dodatnog transporta. Inventory /inventar/ - razni inventar koji se nalazi u proizvodnom delu, od starih kalendara, zastarelih verzija papira i obrazaca, olovaka koje ne rade, i drugog inventara odvlači pažnju i zahteva dodatni nepotreban rad Motion of workpower /kretanje radne snage/ - ergonomija radnog mesta je najvidljiviji kroz primenu metode 5S. 27

I. Đekić – Primena alata kvaliteta autoindustrije u drugim granam industrije

•

Layout i izgled radnih mesta smanjenjem nepotrebnog rada, hodanja, kretanja i dobro uređenog radnog mesta i dostupnost svih potrebnih stvari /inventara i informacija/ a uklanjanja nepotrebnih ubrzava proizvodni proces Employee knowledge and skills /znanje i svest zaposlenih/ - neznanje i nepoznavanja šta treba i kako raditi stvara zastoje i gubitke u dodatnom objašnjavanju što usporava proces.

Prednosti od ovog pristupa su sledeći: • • •

Smanjenje grešaka i incidenata 50-70% Ušteda prostora 20% - 40% Produktivnost i efektivnost rada 15-50%

Kao primer jednostavnog poboljšanja – optimizacija od 20 minuta dnevno daje uštedu od skoro 12 radnih dana godišnje. Na 100 radnika to čini 1.200 radnih dana godišnje. 5S je metoda gde se vrši optimizacija radnog prostora u funkciji poboljšanja efikasnosti rada, standardizaciju rada i poboljšanje učinka radnika. 5S dolazi od: 1. Sort /sortiranje/ u cilju definisanja izgleda radnog mesta i inventara na svakom od radnih mesta i uklanjanja svog nepotrebnog inventara. 2. Set in Order /postavljanje u red/ definiše koncept "ima mesta za sve i sve je na mestu" da bi se omogućio lak i brz pristup svemu što je potrebno. Uvodi se koncept vizuelnog upravljanja / visual management/. 3. Shine /sjaj/ se ne odnosi samo na sjaj u smislu higijene već u smislu uređenosti, lake dnevne kontrole i inspekcije radnog prostora. 4. Standardise /standardizacija/ se odnosi na postavljanje standarda koji svi razumeju i standardi vizuelnog menadžmenta se primenjuju kao što su: podne linije, linije odvajanja, označene površine, označene police za skladištenje određenog inventara – ambalaža, etikete, i dr. 5. Sustain /održavanje/ označava obučavanje radnika i komuniciranje svih informacija za uspešnu primenu koncepta 5S.

8D koncept je alat koji je nastao kao razrada osnovnog sistemskog alata svih menadžment standarda poznat kao korektivne mere gde se one rešavaju kroz 8 koraka i to: (i) uspostavljanje tima, (ii) opisivanje problema, (iii) razvoj privremenih / korektivnih mera, (iv) utvrđivanje uzroka, (v) izbor i verifikacija stalnih korektivnih mera, (vi) primena i verifikacija stalnih korektivnih mera, (v) sprečavanje ponovnog pojavljivanja i (viii) priznanja timu i doprinosu pojedinaca. Ovaj koncept je doživeo svoju punu primenu u autoindustriji. Danas, taj pristup po-staje veoma cenjen alat za rešavanje problema u globalnim kompanijama – banke, osiguravajuća društva, prehrambena industrija i dr. Na kraju Six Sigma metodologija predstavlja skup različitih alata, koji zajedno prave sinergetski efekat u poboljšanju kvaliteta. Efektivnost i efikasnost ove metodologije je dokazana u mnogim vodećim svetskim kompanijama, od kojih se kao najčešći primer uzima Motorola gde je prvi put primenjena, kao i Honeywell i General Electric, koje su ostvarila velika poboljšanja primenom Six Sigma metodologije. Naziv Six Sigma je statistički pojam, koji se odnosi na šest standardnih devijacija a u stvari podrazumeva potpunu eliminaciju škarta, kao i smanjenje troškova gde se tolerišu svega 3,4 greške na 1,000,000 mogućnosti za grešku, a njeni osnovni elementi su: fokus na kupca, fokus na proces i zalaganje svih zaposlenih. Danas je Six Sigma postala metodologija koja kombinuje različite alate za kontinualno poboljšanje procesa. Ona podrazumeva merenje defekata u procesu, a potom i njihovu eliminaciju, između ostalog, u cilju adekvatnog poređenja procesa. Poređenjem procesa mogu se doneti objektivne odluke o tome gde rasporediti resurse u cilju postizanja boljih performansi. SRBIJA DANAS Danas se u Srbiji ne zna broj ISO 9001 sertifikata niti broj drugih sertifikata koji su zasnovani na konceptu menadžmenta kvalitetom (ISO / TS 16949 i dr.). Nivo primene tih sistema je takođe raznolik a stanje tih sistema u Srbiji se može prikazati na sledeći način, /9/:

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

I. Đekić – Primena alata kvaliteta autoindustrije u drugim granam industrije I

Tabela 2 - Teorijska očekivanja i praktična ostvarenja preduslova QMS

Sistemi menadžmenta kvalitetom

Teorija -

Alati kvaliteta

Praksa

Razvijen je veliki broj alata i metoda

Upravljanje

U primeni je mali broj alata Poznavanje alata veoma malo

Upravljanje

QMS

Sinergija sa upravljanjem

QMS

ili Upravljanje

Upravljanje

QMS

Sertifikat

Potreba za razvojem sistema

Procesi

PDCA procesa

Zbog zahteva klijenata

Nisu identifikovani svi procesi Ne prepoznaje se "outsource" - Nema pravih KPIs

Proizvod

kompletan – da je sve unapred definisano i da ništa ne fali - konzistentan – da nije u sukobu ni sa jednim drugi zahtevom bilo koje zainteresovane strane - tačan – precizno, tačno i verno oslikava potrebe korisnika - izvodljiv – moguće je održati kvalitet u okviru postojećeg sistema - nedvosmislen – ima jedno i samo jedno značenje - dokaziv – moguće u svim fazama životnog ciklusa proveriti karakteristike kvaliteta kroz kontrolu, verifikaciju, validaciju, inspekciju, kontrolisanje, testiranje, itd.

QMS

Dokumentovanost Sledljivost

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Dokumentovan sistem - Unapred i unazad

nekompletan - nepoznavanje svih karakteristika) - nekonzistentan - nepoznavanje svih zahteva, npr. EU direktiva i sl.) - delimično netačan – ne poznaju se dovoljno potrebe i očekivanja kupaca - neizvodljiv – često odstupanje od kvaliteta zbog lošeg sistema - dvosmislen – ima razna značenja - delimično dokaziv – završna kontrola, delimične i nepotpune kontrole u fazama životnog ciklusa proizvoda

Sistem dokumenata Unutar organizacije

I. Đekić – Primena alata kvaliteta autoindustrije u drugim granam industrije

ZAKLJUČAK Preko 200 alata kvaliteta koji su do danas razvijeni i primenjeni govori u prilog da je primena alata našla svoje mesto u organizacijama iz svih grana industrije širom sveta. Ipak, preovlađuje stav, koji se može videti i kao stav Američkog udruženja za kvalitet (American Society for Quality - ASQ) da u vreme svetske ekonomske krize primena alata kvaliteta, pogotovu onih koje mogu da pomognu u prevazilaženju krize ili kroz razvoj boljih odnosa sa kupcima ili kroz smanjenje troškova, dobija ponovo na značaju /10/. Razlozi za to su mnogi, ali je jedan i taj da se direktne koristi od sistema upravljanja kvalitetom u nekim firmama nisu ni videle. Veliki broj organizacija je težila sertifikaciji zbog sertifikata a ne zbog sistema, i samim tim efekti primene tih sistema nisu postojali. Danas, vlasnici i menadžeri traže konkretna rešenja i konkretne i vidljive rezultate. Iz tog razloga se sada javlja potreba za novom generacijom konsultanata, koji će moći da predlože brza rešenja, bazirana na alatima kvaliteta koji će pomoći organizacijama. Lean i Six Sigma su alati od kojih se mnogo očekuje. LITERATURA /1/ Đekić I.: "Finansijsko – ekonomske koristi integrisanih menadžment sistema", Svetski dan kvaliteta i Evropska nedelja kvaliteta 2007, Beograd 6.11 – 7.11. 2008, časopis Kvalitet 9 - 10 2008, str. 44 – 46, UDC.005.8:336.7 (2008) /2/ Đekić I., Marković Z.: "Sertifikacija sistema menadžmenta u autoindustriji - SWOT", Savetovanje Standardi sistema kvaliteta svetske automobilske industrije, Hotel "Šumarice" Kragujevac, 3. i 4. 11. 2004. god., Zbornik radova na CD., (2004) /3/ Đekić I., Marković Z.: "Sertifikacija sistema menadžmenta u autoindustriji - SWOT", Savetovanje Standardi sistema kvaliteta svetske automobilske industrije, Hotel "Šumarice" Kragujevac, 3. i 4. 11. 2004. god., Zbornik radova na CD., (2004) /4/ Đekić I.: "Kvalitet i bezbednost hrane – problemi i dileme", Svetski dan kvaliteta 2006, Beograd 7 – 9 novembar 2006, časopis Kvalitet 9 – 10 2006, str. 71 - 74, UDC.006.73 (2006) /5/ Færgemand J.: ISO 22000 - State of affairs, International Food Safety 30

/6/

/7/ /8/

/9/

/10/

/11/

Conference – “Managing the Food Safety Cycle” Rome February 2, 2005 The World’s Automotive industry: Some Key Figures, Organisation Internationale des Constructeurs d’Automobiles (OICA). 2003 Edition, [web document], www.oica.net, (2003) Food, Global Industry Guide, web document [www.just-food.com] Đekić I.: "Finansijsko – ekonomske koristi integrisanih menadžment sistema", Svetski dan kvaliteta i Evropska nedelja kvaliteta 2007, Beograd 6.11 – 7.11. 2008, časopis Kvalitet 9 - 10 2008, str. 44 – 46, UDC.005.8:336.7 (2008) Popović V., "Analiza rizika i FMEA metoda", Naučno-stručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu 2003, vol.1, br.2, str. 7-14 Đekić I.: "Razvoj sistema upravljanja kvalitetom – forma ili suština", Svetski dan kvaliteta i Evropska nedelja kvaliteta 2007, Beograd 6.11 – 7.11. 2007, časopis Kvalitet 9 - 10 2007, str. 68 - 70, UDC.005.8 (2007) Hot topics in Quality - Surviving the Economic Crisis, American Society for Quality, [web document], http://www.asq.org/knowledgecenter/economy/index.html

APPLICATION OF QUALITY TOOLS AUTO INDUSTRY IN OTHER BRANCHES INDUSTRY Abstract: Quality tools have been essential tools for the development of quality movement since its early times. Their implementation was firstly fully implemented in the automotive industry but their broad application can be useful in any topic that needs to be uncovered. Nowadays in the time of the World Economic Crisis application of these tools become more popular than ever. Key Words: quality tools, automotive industry, other industries

Rad poslat na recenziju: 11.06.2009. godine Rad spreman za objavu: 31.08.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

APPLIED REMOTE CONDITION MONITORING OF THE BUCKET WHEEL EXCAVATOR Ninoslav Zuber Tehnički fakultet Univerziteta u Novom Sadu Hotimir Ličen Tehnički fakultet Univerziteta u Novom Sadu Aleksandra Klašnja – Miličević Viša poslovna škola strukovnih studija Univerziteta u Novom Sadu Abstract. This paper presents all the benefits of the remote condition monitoring as well as some basic guidelines for its practical implemntation.Remote online monitoring, based on strain and vibration measuremenst of the bucket wheel excavator is given as a practical example of this approach implementation. Keywords.Vibration, strain, condition measurement, remote monitoring INTRODUCTION Most of the today’s maintenance managers are continuously seeking new methods and tools that can enable them “to do more with less” in order to enhance and improve a company’s existing Maintenance, Repair and Operation (MRO) programs. Referred to as “remote condition monitoring and diagnostic systems,” such technologies can help them to cut overall production costs, improve quality, minimize downtime and increase operational efficiency. Thanks to the internet, new diagnostic tools for vibration signal analysis and high speed communication networks, vibration specialists can acquire vibration data not just from on site but also remotely, using internet. Machine uptime increase i.e. minimization of number of equipment failures is the crucial element for maintaining and raising the productivity of every plant. Failures with random occurrence cause huge losses of production capacity. In some cases these types of failures can lead to the losses of human lives too… Therefore the implementation of some type of maintenance strategy with the purpose of monitoring the operating condition of machine is an absolute must. There are several different approaches in monitoring the operating condition of machine: Kontakt:Prof. dr Ninoslav Zuber Tehnički fakultet u Novom Sadu

Trg Dositeja Obradovića 6, 21000 Novi Sad E-mail: zuber@unsns.ac.rs

1. CURATIVE maintenance i.e. “run to failure maintenance” and 2. PREVENTIVE maintenance which can be divided into: • Systematic i.e. time based maintenance. Also known as resource based maintenance • Condition based maintenance (CBM). It is based on monitoring of specific parameter which directly corresponds to the operating condition of the machine/equipment. Mechanical vibration is one of the best candidate for such a parameter. Condition based maintenance has three complementary levels of implementation: Protection Surveillance Diagnostic From the point of data acquisition and analysis periodicity, systems for machine protection, monitoring and diagnostic can be: 1. OFFLINE SYSTEMS: systems for periodic maintenance of machines mean periodic data acquisition and analysis based on time base determined by the vibration specialists and responsible maintenance managers. Periodicity of data acquisition and analysis should be highly dependent on the current vibration levels on the machine. 2. ONLINE SYSTEMS: permanently installed systems for vibration signals acqu-

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

N. Zuber i dr. – Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

isition and analysis. Protection system must be an online system. Above mentioned techniques have their advantages / disadvantages. They can be evaluated from the point of investments and return of investments ratio. Choosing the proper technique requires some analysis of the type and purpose of the monitored machine (Figure 1).

For example critical machine requires an online monitoring system with protection, surveillance and diagnostic functions. On the other hand, condition monitoring of simple machines like pumps or fans can be based on portable handheld vibration analyzers and periodic measurements and analysis.

Figure 1. Different approaches to condition based maintenance for different equiment in the plant

Also when choosing the proper maintenance approach for a specific machine group, some additional elements should be evaluated too. This vindicates the concept of remote condition based monitoring. Despite the traditional condition based maintenance methods guarantee the total production improvement through the reduction of maintenance costs and maintaining the invested capital, the basic request for an on site presence of qualified personnel can be sometimes very expensive… Let us take as an example an online monitoring of critical equipment. The price for a multichannel protection and diagnostic data acquisition online system (measuring device + sensors + cables + PC + software + …) can be quite high. On the other hand, if the plant already installed the system on site, the need for further investments is still present: highly skilled and educated vibration specialists are necessary for vibration data analysis, and in the case of offline systems for on site data acquisition too. Well trained and skilled personnel must be present on site. The investments required for the mentioned personnel engagement can be analyzed from an additional point of view, especially in the cases where the company doesn’t have plants centralized in one region. We can see an ongoing trend that big multinational corporations have plants all over the world. In order to cut the production costs through the reduction of workers and also through engagement of cheaper working power, big 32

companies tend to physically (geographically) divide the management and administration from the production. They are moving their production in the different parts of the world where they can find cheaper working power. Unfortunately, as a consequence, these structural changes, raise the costs of traditional on site condition based maintenance implementation. As a result a new approach in condition monitoring of machines using internet technologies arise: REMOTE CONDITION MONITORING OF MACHINES. Here the traditional on site maintenance (physical on site presence) is replaced by the web based maintenance of equipment. The main benefit of a computer network, compared to the old fashioned way of on site data collecting, is fast and cheap data acquisition and data transfer from one place to another. By including a high speed computer network into a vibration monitoring system, vibration signals can be transferred into a specific database. Using this database maintenance managers and vibration specialists have a real time insight into a machine condition. Web based condition monitoring can be applied to both offline and online monitoring systems. However it is much more present in online systems since the web based monitoring in the case of offline systems mean only remote database and vibration specialists while some presence of maintenance personnel on site is still required for the purpose of vibration data collecting. Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

N. Zuber i dr. â&#x20AC;&#x201C; Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

Figure 2 presents one of many schemes for monitoring of distant machines. These machines can be monitored offline or online. Critical machines are equipped with online systems for permanent monitoring which are using TCP/IP protocol for communicating with the database. On the other hand, we are using offline monitoring techniques for the machines which belong to the machine group for

balancing the plant (non critical machines). These techniques are based on periodical (one per month for example) data collection and analysis. In the distant diagnostic centers (01dB-Metravib centers or TRCpro) highly skilled and educated vibration specialists are analyzing the acquired data, make the reports and suggesting all the corrective actions on the machines.

Figure 2. One possible configuration for the web based condition monitoring

Figure 3.OneproD concept of 01dB-Metravib, AREVA IstraĹživanja i projektovanja za privredu 25-2009

N. Zuber i dr. – Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

COMMERCIALY AVAILABLE REMOTE MONITORING SYSTEMS The company that made maybe the biggest achievement in the development and implementation of remote web based condition monitoring systems is the French company 01dB-Metravib, member of the AREVA group. This web based condition monitoring is the part of their integrated concept of predictive/proactive maintenance named OneproD system. OneproD system is a concept of condition based monitoring where the multytechnique approach is emphasized. The operating condition is monitored and analyzed using: vibration, oil analysis, motor current signature analysis (MCSA), infrared thermography, process values measurement (temperature, flow…) etc. It is a global offer of expertise and diagnosis, engineering and commissioning, products and related services. There are many possible ways of OneproD concept implementation: both in offline and online mode, both in traditional and remote mode, using vibration analysis, oil analysis, OPC communication etc, as shown o Figure 3.

For the purpose of web based online monitoring of remote machines the following parts of the OneproD concept are used: 1. OneproD MVX multichannel system 2. OneproD XPR 300 predictive maintenance software with the online option included and Web server installation OneproD MVX is a PCP/IP based modular system composed of 8, 16, 24 or 32 channels in a single housing. The fact that the system can perform a strategic acquisition (activates measurement and analysis only upon the predefined operating condition occurrence) in combination with an advanced programming capabilities of operating parameters makes this system possible for on site and remote monitoring and diagnostic of complex critical machines. OneproD MVX accepts all types of commercially available sensors (IEPE accelerometers, velocimeters, proximity probes, LVDT, temperature sensors, oil condition sensors etc), voltage and current inputs. It also includes a large number of onboard processing functions for most advanced vibration diagnosis of rotating machines equipped with ball bearings and journal bearings.

Figure 4. OneproD MVX multichannel online monitoring system

Figure 5. SRs 1300.24/2.5 (Glodar 10) bucket wheel excavator

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

N. Zuber i dr. – Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

Thanks to the strategic modes of acquisition and TCP/IP and RS485 based communication protocols MVX system can be used for:

The main motivation for the above mentioned concept implementation were the facts that this excavator:

1. Conditional acquisition and monitoring of vibrations 2. Standalone monitoring of machines 3. Remote monitoring of distant machines (oil platforms, wind turbines, remote plants etc.)

1. Is a highly critical machine for the coal mine production 2. Experiences high levels of dynamic loads. The designers of the excavator didn’t take into account these loads when designing the excavator i.e. the levels of these dynamic loads are much higher than the declared loads.

Suprevsion of vibration and process parameters CASE STUDY: ONLINE CONDITON MONITORING OF A BUCKET WHEEL EXCAVATOR Remote condition monitoring is successfully implemented in Serbia on a bucket wheel excavator SR1300.24/2.5 in a Kolubara coal mine. This project was initiated by Technical Research Center TRCpro and Kolubara Metal.

Therefore a combined system of remote monitoring was proposed and installed. The proposed monitoring system monitors not only vibration signals but also stresses and strains in the critical parts of the excavator’s construction. The strain measurements are done using strain gauges while the vibration measurements are based on IEPE accelerometers. Measurement points (both vibration and strains) are shown on the Figure 6.

Figure 6. Measurement locations for strain (red circles) and vibration (yellow circles) measurement

Measurement points for the strain measurements are: 1. Holders of the bucket wheel arms: 2 measurement points 2. Bucket wheel arms (left side): 6 measurement points 3. Bucket wheel arms (right side): 6 measurement points 4. Main column (left side): 6 measurement points Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

5. Main column (right side): 6 measurement points 6. Rotating platform: 12 measurement points (4 rosetes) 7. Counterweight holder: 8 measurement points On the other side, the vibration are measured on the following drives 1. Bucket wheel drive with a gearbox : 5 radial vibrations and a tacho 35

N. Zuber i dr. – Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

2. Rotating platform drive and a gearbox (left and right drives): 10 radial vibrations and a tacho 3. Conveyer belt drive and a gearbox: 5 radial vibrations 4. Drives and gearboxes for the bucket wheel elevation (2x) : 10 radial vibrations Also the elevation angle of the bucket wheel holders is measured by an analog inclinometer. For the acquisition triggering i.e. for the definition of the operating conditions, digital inputs of the MVX are used: • • • •

Digital input #1 – bucket wheel drive gripe Digital input #2 – rotating platform drive gripe Digital input #3 – elevation drives gripe Digital input #4 – mowing detection (detection of direction changing left-right and right-left)

When the digital inputs are in the high level state and when the rotating speed of the drive is above 600 RPM a predefined acquisition and analysis is initiated. Vibration parameters for monitoring of the drives operating states are: SCALAR (overal values) parameters: • • •

RMS level of vibration velocity according to the ISO 10816 Overal level of vibration acceleration Defect factor for the ball bearing state evaluation (Defect factor – 01dB patent)

•

Kurtosis factor

VECTOR values (signals): • • • •

Frequency spectra 2 - 200 Hz, 3200 frequency lines Frequency spectra do 2 - 2000 Hz, 3200 frequency lines Frequency spectra do 2 - 20000 Hz, 3200 frequency lines Time waves 0 - 2.56 kHz with 4096 points

The measurement hardware of the monitoring system is consisted of the above mentioned OneproD MVX in a 32 channel version and of the universal measuring amplifier HBM MGCplus in a 40 channel version. Both measuring systems are TCP/IP based and are connected to the excavator’s local local area network. On the same LAN, the dedicated data server with OneproD XPR 300 and HBM CatMan 5.2R5 sofwares installed is connected and placed in the operator’s cabin. OneproD XPR software is responsible for the vibration data analysis while the CatMan software acquires and analyzes the strain measurement signals. Local area network from the excavator is, over the dedicated Wireless system, connected to the first AP (access point) which is located at the periphery of the mine. This AP is, using wireless local area network (WLAN), connected to two client computers. One client PC is for the Kolubara metal maintenace group while the other one is for the vibration specialists from TRCpro. Simplified scheme of the described system is shown on the Figure 7.

Figure 7. Remote bucket wheel excavator monitoring scheme

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

N. Zuber i dr. – Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

The monitoring system’s structure defined and installed in the described way enables a realtime insight into the excavator’s operating state by: 1. The personnel at the excavator 2. The personnel from the maintenance team of the coal mine 3. The personnel from the Kolubara Metal Vibration specialists from TRCpro

Figure 8. Strains [μm/m] on the bucket wheel holder during the digging process

Just several weeks after being installed, the system gave some very interesting information regarding the levels of the dynamic loads as well as regarding the very progressive development of failures on some ball bearings of the monitored drives and gearboxes. Figures 8 and 9 show time signals from the strain gauges mounted on the bucket wheel holders during the process of coal digging. From these time signals it can be seen that the dynamic load when the bucket wheel goes into a contact with the coal is around 100 μm/m

Figure 9. Strains [μm/m] on the bucket wheel arms during the digging process Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

N. Zuber i dr. – Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

Figure 10. Strains [μm/m] on the bucket wheel arms after the excavator is being supoorted by its own weight

Figure 11. DDG showing a danger levels of vibration velocity at the bearing number 3 of the conveyer belt’s drive. State recored on 26.09.2008. at 13:48:48

Figure 10 shows a long timewave (10 days long) from a bucket wheel holder arms after removing the excavator’s sprags used during the excavator assembling. As it can be seen from the graph the additional strains generated are 400 μm/m! Regarding the vibration signals, a realtime insight into the excavator’s and its drive’s operating state is performed using the so called DDG (double detection grid) where according to the current level of the vibration parameter, the coresponding field is marked with green (OK), yellow (alarm) and red (danger) color.

perceiving high levels of scalar vibration parameters. It is based on the knowledge of drive’s kinematic parameters (number of rotor bars, bearings type, number of teeth in every stage of the gearbox) and on the current rotation speed. Let us take as an example record from a bucket wheel drive, recorded on 26/09/2008 at 13:48:48. The recorder rotation speed of the motor’s shaft is 23.5 Hz i.e. 1410 RPM. The number of teeth on all gears inside a gearbox is known so that expected frequencies are calculated (table 1).

Detailed vibration analysis on frequency spectrums and time waves is performed after 38

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

N. Zuber i dr. – Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

Table 1. Expected frequencies on the bucket wheel drive Part Nr

z1 i z2

i12

z1 z2

22740 22742

61 69

0.88406

RPM 1 [Hz] Input I 23.50

z3 z4

197114 197114

23 53

0.43396

z5 z6

23454 22744

23 115

Stage

RPM 2 [Hz] Output

Gear mesh [Hz]

20.78

1433.50

II 20.78

9.02

477.83

0.2

III 9.02

1.80

207.36

0.56

63.11

0.10

16.34

z7 z8

22745 22746

35 112

0.3125

IV 1.80

z9 z10

23455 22747

29 158

0.18354

V 0.56 BUCKET WHEEL Nr of buckets GM RT [Hz]

14 1.44793657

On the other hand if we look at the frequency spectra on the first bearing on the drive (non driving end) we can notice several families of harmonics:

Figure 12. Frequency spectra on the first bearing on the drive

Ch1 – Family of the rotor's speed. In this case it is an evidence of the motor and gearbox misalignment problem.

EVALUATION OF THE REMOTE MONITORING IMPLEMENTATION VALIDITY

C2 – Harmonics frequency.

Despite that the above mentioned concept of the remote machine monitoring offers great results in minimizing machine downtimes before its practical implementation, it is necessary to validate this concept using some other factors:

the

bucket

wheel

C3 – Harmonics of the gearmesh frequency. In this case it is an evidence of the problems at the last gear stage.

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

1. Number of the measuring points on monitored machines 39

N. Zuber i dr. – Applied remote condition monitorning of the bucket wheel excavator

2. Machines accessibility 3. The size of the company: is it reasonable to hire a vibration specialist or to apply outsourcing? Generally for a middle sized companies, remote monitoring combined with hiring a vibration specialist is recommended. 4. Machine type: is it a critical machine or not? 5. The value of the equipment to be monitored. 6. The knowledge and experience of the vibration analysis team. Due to the time necessary for their training the condition monitoring results may be not be seen soon. On the other hand if the company hires a remote vibration specialist the results are expected very soon. REFERENCES /1/

Mr Ninoslav Zuber, Dr Ličen Hotimir: Prediktivno održavanje opreme na bazi merenja i analize vibracija: tipovi, strategije uvođenja i primene, primer, Power plants 2006

/2/

James Taylor: The vibration analysis handbook, 2003

/3/

R. Keith Mobley: Vibration Fundamentals, 2000

/4/

Curović N., Curović D,, Projektno upravljanje održavanjem, Ćasopis Istraživanja i projektovanja u privredi, br. 13, god. 2006., str. 7-18

/5/

Cyril M. Harris: Shock And Vibration Handbook, 1995

/6/

Cheuk Nga Lun: Modularized web based maintenance system for enhanced efficiency and security, Master thesis, 2006

/7/

J.T. Broch: Mechanical vibrations and shock measurements, 1984

/8/

R.B. Randall: State of the art in monitoring rotating machinery, 2004

/9/

01db-Metravib technical documentation

DALJINSKO PERMANENTNO ODRŽAVANJE BAGERA SRS 1300.24/2.5 ZA POVRŠINSKI ISKOP UGLJA Daljinsko permanentno održavanje mašina po stanju rezultat je svakodnevnih promena u području informacionih tehnologija i interneta. Radom je dat prikaz svih prednosti koje ovaj pristup nudi kao i osnovne smernice za primenu istih. Isto tako prikazana je konkretna primena ovog pristupa u praćenju stanja na bageru za površinski iskop uglja. Ključne reči:vibracija, merna stanja, daljinski nadzor

Rad poslat na recenziju: 02.07.2009. godine Rad spreman za objavu: 09.07.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

APLIKATIVNI ZNAČAJ OPTIMIZACIJE VIBRODIJAGNOSTIČKOG MODELA KOD TURBO PUMPI Mr Miloš Milovančević Mašinski fakultet Univerziteta u Nišu Milan Cvetković Mašinski fakultet Univerziteta u Nišu Optimizacija vibrodijagnostičkog modela podrazumeva definisanje minimalnog broja vibrodijagnotičkih formata, sa kojima se može jednoznačno i nedvosmisleno dijagnostikovati širok spektar grešaka na svim tipovima rotacionih mašina, odnosno turbo pumpi u standardnoj upotrebi. U ovom istraživanju optimizacija je više sagledana sa aspekta nove formulacije optimizacionog problema, nego sa aspekta matematičkog aparata za rešavanje problema. Optimizacija se u ovom slučaju zasniva na utvrđivanju verovatnoće pojave određenog defekta kod turbo pumpi i implementacije kauzalnih odnosa između dijagnostičkih modela i definisanih vrednosti funkcija cilja. Ključne reči: vibro-dijagnostika, optimizacija, turbo-pumpe UVOD Optimizacija vibrodijagnostičkog modela podraumeva definisanje takvog modela koji ispunjava uslov da se sa minimalnim brojem vibracionih formata ispitivanja, jednoznačno dijagnostikuje veliki spektar otkaza na svim tipovima rotacionih mašina. Nalaženje optimalnog rešeja za konkretnu strukturu definisane namene, znači izbor parametara strukture tako da funkcija postavljenog cilja dostigne maksimalnu vrednost. Vrednosne funkcije koje sačinjavaju funkciju cilja, predstavljaju komponente od kojih se formira konačna ocena. Pojedinačne vrednosti parcijalnih funkcija cilja, definišu se težinskim faktorom koji se dodeljuje pojedinanim parcijalnim funkcijama u zavisnosti od prioriteta pojedinih funkcija. Vrednosti parcijanih funkcija cilja su neposredno zavisne od parametara optimizacije, dok su oni u sprezi sa osnovnim nezavisno promenljivim veličinama. Sve prethodno navedeno čini hijerarhijski lanac optimizacije, koji kao celina predstavlja unive-zalnu formulu za traženje optimalnog rešenja.

dijagnostike koji daje maksimalnu mogunost detekcije, selekcije i verifikacije dinamikog problema uz ekonomsku opravdanost i jednotavnost u korišćenju. Međutim, može se zakljuiti da je postojanje dinamičkog problema karateristično za određenu grupu rotacionih mašina, gde se one mogu razvrstati u određene grupe zavisno od nominalne snage pogona, broja obrtaja, izvedbe temelja i dr. Tako, npr. po standardu ISO 10816 sve mašine su razvrstane u četiri klase i za svaku od tih klasa date su preporuke za dopušteni nivo vibracija, merna mesta vibracija, način merenja i izbor mernih parametara. Moguće je izvršiti dalje spajanje određenih klasa mašina, uzimajući u obzir verovatnoću mogućih uzroka dinamičkog problema, u dvije generalne grupe: GRUPA 1 (G1) • •

POSTAVKA PROBLEMA OPTIMIZACIJE Funkcija postavljenog cilja u našem konkretnom slučaju je izbor optimalnog seta formata vibroKontakt: Mr Miloš Milovančević Mašinski fakultet, Aleksandra Medvedeva 14, 18000 Niš E-mail: milovancevic@masfak.ni.ac.rs

Mašine klase I shodno standardu ISO 10816, Električne mašine do 15 kW Mašine klasa II shodno standardu ISO 10816, Srednje mašine, elektromotori snage 15 do 75 kW bez posebnog temelja i rotacione mašine sa posebnim temeljom snage do 300 kW

Osnovna karakteristika ove grupe mašina je uležištenje sa kotrljajućim ležajevima. Najčešći uzroci dinamičkog problema ove grupe mašina su: neuravnoteženost, defekti kotrljajućih leža-

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milovančević i dr. – Aplikativni značaj optimizacije vibrodijagnostičkog modela kod turbo pumpi

eva, nesaosnost i greške oslanjanja. Ređe se javljaju greške električnog porekla, oštećenje zupčanika, greške nastale delovanjem aeroinamičkih i hidrauličnih sila defekti u remenim prenosnicima, defekti nastali usled pulzacije i dodiri rotora od stator. GRUPA 2 (G2) • •

Mašine klase III shodno standardu ISO 10816, velike mašine (iznad 300 kW sa visokofrekventnim i teškim temeljima) Mašine klase IV shodno standardu ISO 10816, velike mašine sa niskofreventnim temeljima u koje spadaju turbo agregati.

Osnovna karakteristika ove grupe mašina je uležištenje sa kliznim ležajevima. Najčešći uzroci dinamičkog problema na ovim mašinama su: neuravnoteženost, nesaosnost, defekti kliznih ležajeva, greške oslanjanja i rezonantne pojave. Ređe se javljaju greške električnog porekla, greške nastale delovanjem aerodinaičkih i hidrauličnih sila, dodiri (struganje) rotora o stator i anizotropnost rotora. Na osnovu naših istraživanja, tokom dugogodišnjeg rada ispitano je preko hiljadu turbo agregata, koristeći se i drugim literaturnim izvorima, statistički se došlo do podataka o učestalosti uzroka dinamičkog problema u realnim uslovima eksploatacije za ove dvije grupe mašina, kao što je prikazano na sledećim tabelama.

Tabela 1. Verovatnoća pojave određenog defekta kod mašina (G1)

Vrsta oštećenja Nesaosnost

17.5%

Greške kotrljajućih ležajeva

27.5%

Greške oslanjanja

7.5%

Neuravnoteženost

40%

Ostali defekti

7.5%

Tabela 2. Verovatnoća pojave određenog defekta kod mašina (G2)

Vrsta oštećenja Nesaosnost

15%

Greške kliznih ležajeva

15%

Greške oslanjanja

15%

Neuravnoteženost

25%

Rezonantne pojave

15 %

Ostali defekti

15%

Svaki od ovih defekata može se otkriti, sa određenom verovatnoćom, koristeći odgovaajući vibrodijagnostički format, karakterističan za tu vrstu defekta. Pri izbor određenog seta formata polazi se od zahteva da to bude minimalan broj vibroijagnostičkih formata koji jednoznačno mogu otkriti postojanje određenog uzroka dinamičkog problema u mašinskim sistemima. Minimalni set formata vibrodijagnostike, koji se smatra neophodnim, treba da sadrži: merenje ukupnog nivoa vibracija, spektralnu analizu, fazni status i vremensku sliku signala. Ostali vibrodijagno-

tički setovi su odabrani tako da sadrže minimalan broj vibrodijagnostičkih formata iz određene grupe formata. Pregled izabranih prikazan u tabeli 3.

dijagnostičkih

setova

Za traženje maksimuma funkcije postavljenog cilja, nezavisno za pomenute grupe mašina, posmatrali su se odgovarajući dijagnostički modeli. Preporučena kompozicija setova u namenske dijagnostičke modele prikazana je u tabelama 4a i 4b.

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milovančević i dr. – Aplikativni značaj optimizacije vibrodijagnostičkog modela kod turbo pumpi

Tabela 3. Pregled izabranih vibrodijagnostičkih setova

SET A Merenje ukupnog nivoa vibracija Spektralni prikaz Polarni trend prikaz Vremenska slika signala

SET B

SET C

SET D

SET E

SET F

SET G

Smax HFD nivo

Envelop spektralni prikaz

Kaskadni spektralni prikaz

Bodeov prikaz

X-Y pozicija Orbitalni prikaz

Modalni oblik oscilovanja

Tabela 4a. Kompozicije setova za mašine (G1)

Oznaka Kompozicija setova

Model I

Za mašine GRUPE 1 Model II Model III

A+B

A+B+C

Model IV

Model V

A+B+C+E

A+B+C+E+G

Model VIII

Model IX

A+D+E+F

A+C+D+E+F+G

Tabela 4b. Kompozicije setova za mašine (G2)

Oznaka Kompozicija setova

Model I

Za mašine GRUPE 2 Model VI Model VII

A+D

Tokom istraživanja došlo se do zaključka da se optimalni dijagnostički model, odnosno optimani set formata vibrodijagnostike, može u potpuosti sagledati kroz četiri vrednosne funkcije: • • • •

identifikacija uzroka dinamičkog problema jednostavnost primene rana detekcija dinamičkog problema ekonomski aspekt

IDENTIFIKACIJA UZROKA DINAMIČKOG PROBLEMA Prilikom stvaranja vrednosne funkcije po ovom kriterijumu uzeta je u obzir verovatnoća dešavanja pojedinih dinamičkih problema za realne uslove eksploatacije. Takođe, svaki od vibrodijagnostičkih formata daje deo informacije o postojanju datog problema, tako da treba uzet u obzir i verovatnoću detekcije problema za određeni format. Analizirajući prethodne činjenice može se doći do obrasca za izračunavanje vrednosne fu-kcije za pojedine vibrodijagnostičke formate, odno-no setove vibrodijagnostičkih formata, po ovom n

kriterijumu: Γ = •

∑Ι ⋅ Π 1

100

A+D+E

• • •

I-parcijalna verovatnoća pojave određenog defekta, Π-verovatnoća detekcije uzroka dinamičkog problema, n-broj selektovanih grupa uzoraka, za (G1) n=350, za (G2) n=400

Vrednosna funkcija po ovom kriterijumu za pojedine od izabranih modela (setova vibrodijanostičkih formata) za mašine (G1) je prikazana u tabeli 5a i 5b. Tabela 5a. Vrednost funkcije po kriterijumu identifikacije uzroka dinamičkog problema za (G1)

Tip analizatora Model I Model II Model III Model IV Model V

Γ 80.5% 85.5% 89% 90.5% 91%

Tabela 5b. Vrednost funkcije po kriterijumu identifikacije uzroka dinamičkog problema za (G1)

Tip analizatora Model I Model VI Model VII Model VIII Model IX

Γ 81% 87% 90% 92.3% 93.7%

Γ-identifikacija uzroka dinamičkog problema,

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milovančević i dr. – Aplikativni značaj optimizacije vibrodijagnostičkog modela kod turbo pumpi

Jednostavnost u korišćenju i izvođenju

n-broj selektovanih grupa uzoraka

Vrednosna funkcija po ovom kriterijumu će se formirati uzimajući u obzir sledeće parametre, sa određenim koeficijentom značaja (χ):

Vrednosna funkcija po ovom kriterijumu za pojedine od izabranih modela (skupa vibrodijagnostičkih formata), za različite grupe mašina, prikazana u sledećim tabelama.

1. setovanje i podešavanje instrumenta, χ=0,3 2. prepoznatljivost uzroka dinamičkog problema, χ=0,3

Tabela 7a. Vrednosna funkcija za mašine G1

Tip analizatora Model I Model II Model III Model IV Model V

3. postavljanje mernih senzora, χ=0,2 4. memorisanje i prenos rezultata, χ=0,2 Jednostavnost u korišćenju i izvođenju definiemo: ξ =λ⋅N

Tabela 7b. Vrednosna funkcija za mašine G2

λ-koeficijent značaja N- vrednost pojedinih parametara

Tip analizatora Model I Model VI Model VII Model VIII Model IX

Tabela 6. Jednostavnost u korišćenju i izvođenju

Tip analizatora Model I Model II Model III Model IV Tip analizatora Model V Model VI Model VII Model VIII Model IX

100 100 87,5 62,5 40 75 52,5 37,5 12,5

RANA DETEKCIJA UZROKA DINAMIČKOG PROBLEMA Pri stvaranju vrednosne funkcije po ovom kriterijumu, slično kao po kriterijumu jedan, uzeta je u obzir verovatnoća dešavanja pojeinih dinamičkih problema za realne uslove eksploatacije i verovatnoća rane detekcije problema za određeni set izabranih formata. Analizirajući prethodne činjenice može se doći do obrasca za izračunavanje vrednosne funkcije za određeni set vibrodijagnostičkih formata. n

Ψ=

Ψ 37,5 60 62 74 76

∑ϑ ⋅ Λ 1

100

Ψ - vrednosna funkcija po kriterijumu rana detekcija uzroka dinamičkog problema ϑ- parcijalna verovatnoća pojave određenog defekta Λ - verovatnoća detekcije uzroka dinamičkog problema u ranoj fazi nastajanja 44

Ψ 50 72 81 88.5 90

EKONOMSKI ASPEKT Pri stvaranju vrednosne funkcije po ovom kriterijumu uzećemo u obzir sledeće parametre, sa određenim koeficijentom značajnosti: • • • •

cena instrumenta, δ=0,3 cena programske podrške, δ=0,3 troškovi održavanja, δ=0,3 troškovi operatorske obuke i potrebnih stručnih saveta, δ=0,1

Pojedini od parametara vrednosne funkcije mogu imati jednu od vrednosti: 25, 50, 75 ili 100. Vrednost pojedinih parametara za pojedine modele data je u sledećoj tabeli. Tabela 8. Vrednosni parametri ekonomske funkcije Tip analizatora

Cena hardvera

Cena softvera

Troškovi održavanja

Troškovi obuke

Model I

100

Model II

100

Model III

Model IV

Model V

Model VI

100

Model VII

100

ModelVIII

Model IX

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milovančević i dr. – Aplikativni značaj optimizacije vibrodijagnostičkog modela kod turbo pumpi

Tabela 9. Ekonomski aspekt posmatranih modela analizatora

Ekonomski aspekt 100 92,5 82,5 65 17,5 82,5 65 42,5 10

Tip analizatora Model I Model II Model III Model IV Model V Model VI Model VII Model VIII Model IX

Sada možemo izračunati vrednosne funkcije za pojedine izabrane modele po postavljenom kriterijumu, koristeći sledeće obrazac.

Ekonomski aspekti - E = k z ⋅ n Gde je: kz- koeficijent značajnosti parametra n- vrednost pojedinih parametara Vrednosna funkcija za pojedine modele prikazana je u sledećoj tabeli. VREDNOST FUNKCIJE POSTAVLJENOG CILJA U narednim tabelama su prikazane vrednosne funkcije za posmatrane analizatora, za posmatrane grupe mašina.

Tabela 10a. Vrednosne funkcije posmatranih modela analizatora za mašine (G1)

Tip analizatora

Model I Model II Model III Model IV Model V

Identifikacija uzroka dinamičkog problema

GRUPA 1 Jednostavnost u korišćenju i izvođenju

80,5 85,5 89 90,5 91

100 100 87,5 62,5 40

Zaokruživši proračun vrednosti funkcija, sada smo u situaciji da damo konačnu sliku o optimalnom setu vibrodijagnostičkih formata za posmatrane grupe mašina. Pojedinačne vrednosti stepena značajnosti za odgovarajuće vrednosne funkcije su uzete: • • • •

Identifikacija uzroku dinamičkog problema y=0,5 Jednostavnost u korišćenju i izvođenju y=0,2 Rana detekcija uzroka dinamičkog problema y=0,2 Ekonomski aspekt y=0,2

Funkcija cilja se formira od već definisanih vrednosnih funkcija uzetih sa pripadajućim stepenom značajnosti. Tako da vrednost funkcije cilja možemo izračunati koristeći obrazac: Vrednost funkcije cilja Δ = Σyi ⋅ Vi gde je: Vi - vrednost odgovarajuće vrednosne funkcije Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Rana detekcija uzroka dinamičkog problema 37,5 60 62 74 76

Ekonomski aspekt 100 92,5 82,5 65 17,5

yi - odgovarajući stepen značajnosti pripadajuće vrednosne funkcije Izračunate vrednosti funkcije cilja za pojedine modele date su u sledećim tabelama Tabela 11a. Vrednost funkcije cilja posmatranih mode za mašine (G1)

Tip analizatora Mode I Model II Model III Model IV Model V

Vrednost funkcije cilja (Δ) 78,75 84,00 82,65 79,05 70,45

Tabela 11b. Vrednost funkcije cilja posmatranog modela za mašine (G1)

Tip analizatora Model I Model VI Model VII Model VIII Model IX

Vrednost funkcije cilja (Δ) 80,5 81,2 78,2 75,6 67,4

M. Milovančević i dr. – Aplikativni značaj optimizacije vibrodijagnostičkog modela kod turbo pumpi

Iz prethodnih analiza može se zaključiti, da je optimalna kompozicija setova vibrodijagnostičkih formata, koji imaju maksimalnu mogućnost identifikacije uzroka dinamičkog problema sa mogućnošću ranog otkrivanja defekta uz jednostavnost u korišćenju i izvođenju, uzimajući u obzir i ekonomski aspekt, sledeći modeli: Za mašine GRUPE 1 (G1), optimalni vibrodijagnostički model je Model II. Njegova programska struktura sadrži: osnovni set formata i prikaz HFD nivoa. Za mašine GRUPE 2(G1), optimalni vibrodijagnostički model je Model VI. Njegova programska struktura sadrži: osnovni set formata i Bode-ov prikaz APLIKATIVNI PRISTUP ANALIZI GRUPE MAŠINA G1 Crpna stanica “Ljuberađa” - BP 250–5 agregat sa rednim brojem 1Tehnički podaci agregata: Redni broj agregata: Serijski broj agregata: Tip elektromotora: Tip pumpe: Broj obrtaja: Snaga elektromotora:

Bunarske pumpe za transport sirove vode imaju značajnu ulogu u transportovanju neprerađene vode. Ova uloga bunarskih pumpi definiše i značaj obezbeđivanja bezotkaznog rada. Elektro motori bunarskih pumpi su izuzetno opterećeni sa aspekta kontinualne eksploatacije u cilju održanja neprekidnosti radnog procesa. Pravilan izbor mernih mesta na pumpnom agregatu bunarske pumpe može da ukaže na stanje radne ispravnosti ležaja i rotora elektro-motora takođe ležaja i spojnice pumpnog agregata kao i kompletne konstrukcije agregata. Izabrana su sledeća merna mesta: •

1 6539 ZKT 315 M4 250-5 1485 o/min 132 KW

• • •

Prva merna pozicija izabrana u cilju utvrđivanja stanja radne ispravnosti ležaja na gornjem delu elektro-motora Drugo merno mesto definisano je tako da se utvrdi stanje donjeg ležaja pogonskog elektromotora Treća merna pozicija određena je tako da je moguće utvrditi stanje ležaja pumpe ali i elastične spojnice. Četvrto merno mesto je definisano tako da je moguće utvrditi vibracije koje se javljaju usled nelinearnog oscilovanja kompletnog pumpnog agregata.

2 3

Slika 1. Merna mesta na bunarskom pumpnom agregatu

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milovančević i dr. – Aplikativni značaj optimizacije vibrodijagnostičkog modela kod turbo pumpi

9.000

6.000 5.000

8.000 4.000 3.000

7.000

2.000 6.000

1.000 0.000

5.000

-1.000 4.000

-2.000 -3.000

3.000

-4.000 2.000

-5.000 -6.000

1.000 -7.000 0.000

-8.000 0

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

0.2

0.4

0.6

0.8

1.2

1.4

1.6

1.8

2.2

2.4

Slika 2. Prvo merno mesto

Na prvom mernom mestu javlja se veliko horizontalno i vertikalno ubrzanje koje ide i do 6 m/s2. Ubrzanje na ovom mernom mestu ne bi smelo da bude preko 2 m/s2 – 2,5 m/s2. Takođe uočavamo veliku amplitude na frekvenci od 400 Hz. 6.000

0.260 0.240

5.000

0.220

4.000

0.200 3.000 0.180 2.000

0.160

1.000

0.140

0.000

0.120 0.100

-1.000

0.080 -2.000 0.060 -3.000

0.040

-4.000

0.020

-5.000

0.000 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.2

1.4

1.6

1.8

2.2

2.4

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

Slika 3.Drugo merno mesto

Na drugoj mernoj poziciji se takođe javlja visoka amplitude na identičnoj frekvenci (400 Hz) pa na osnovu toga zaključujemo da vibracije potiču od samog poklopca elektromotora. Takođe je moguća pojava debalansa vratila. Sto se tiče gornjeg i donjeg ležaja samog pogonskog agregata oni su u dobrom stanju. Takođe zaključujemo da je vratilo dobro izbalansirano. 0.180

2.500 2.000

0.160

1.500 0.140 1.000 0.120 0.500 0.100

0.000

0.080

-0.500 -1.000

0.060 -1.500 0.040 -2.000 0.020

-2.500

0.000

-3.000 0

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

0.2

0.4

0.6

0.8

1.2

1.4

1.6

1.8

2.2

2.4

Slika 4. Treće merno mesto

Treće merno mesto karakteriše ubrzanje koje je u granicama normale tako da zaključujemo da je ležaj na tom mestu u ispravnom stanju. Niska amplitude na frekvenci od 580 Hz pokazuje da je spojnica u ispravnom stanju. Sam ležaj na pumpi je u korektnom stanju. 2.500

0.320 0.300

2.000

0.280 1.500

0.260 0.240

1.000

0.220 0.500

0.200 0.180

0.000

0.160 -0.500

0.140 0.120

-1.000

0.100 -1.500

0.080 0.060

-2.000

0.040 -2.500 0.020

-3.000

0.000 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.2

1.4

1.6

1.8

2.2

2.4

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

Slika 5. Četvrto merno mesto Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milovančević i dr. – Aplikativni značaj optimizacije vibrodijagnostičkog modela kod turbo pumpi

Četvrto merno mesto je na samom postolju. Odavde konstatujemo da je pumpni agregat dobro pričvršćen za podlogu (dobro ankerisan) jer se javljaju ubrzanja do 2 m/s2 sto je ispod dozvoljene granice. Ravnomerne horizontalne i vertikalne vibracije postolja ukazuju na to da su svi zavrtnji jednako stegnuti. ZAKLJUČAK Optimizacija metoda vibrodijagnostike, odnosno izbor optimalnog modela analizatora, koji u programskoj strukturi sadrže potrebne setove vibrodijagnostičkih formata predstavlja složen postupak koji se zasniva kako na teorijskim tako i na empirijskim podacima. U toku merenja praćena je radna ispravnost ležajeva elektromotora i pumpi, kao i nivo vibracija koje se javljaju usled nelinearnog oscilovanja kompletnih pumpnih agregata: višestepenih bunarskih pumpi. Merna mesta određivana su shodno konstrukciji i mogućem pristupu samo pumpnom postrojenju. Na osnovu izvršenih merenja može se reći da ovakav pristup praćenja rada pumpnih postrojenja omogućava utvrđivanje radne ispravnosti vitalnih organa pumpnih agregata i njihov nadzor u cilju sprečavanja velikih otkaza i kontinualnog snabdevanja vodom velikog broja potrošača. LITERATURA /1/ /2/ /3/

/4/

/5/

N. Matić, D. Andrić, 2000 PIC mikrokontroleri, Mikroelektronika Beograd. Grjanko L. P., Papir A N. 1975 Lopastnie nososi, Mašinostroenie Leningrad D. Cvetković, D. Milenković, 1995 Vibrations of centrifugal pump agregates, Proceedings Mechanical system and elements research and development, IRMES Goldam P. Muszynska A. 1999 Application of full spectrum to rotating machinery diagnostics, Orbit Pejović S., Gajić A., Stojanović Z., 1995 Hidraulične prelazne pojave i ekonomičnost pumpnih sistema, 21 jugoslo-

/7/

/8/

/9/

venski kongres teorijske i primenjene mehanike, Niš. Milenković D. 1988 Nestabilno strujanje kroz kola turbomašina izazvano globalnim gubitkom stabilnosti, 18. jugoslovenski kongres teorijske i primenjene mehanike, Vrnjačka Banja. Milovančević, M., Miltenović, A.: Virtualna ispitivanja železničkih vozila. Naučnostručni časopis „Istraživanja i projektovanja za privredu”. Br.16. 2007. st.7-14. Milovančević, M.: Dijagnostika dinamičkog ponašanja železničkih vozila, „Istraživanje i projektovanje za privredu“ Naučno-stručni časopis “Istraživanja i projektovanja za privredu”, br. 15. 2007 god. V,.st. 67-72

APPLICATIVE APPROACH TO VIBRODIAGNOSTIC MODEL OPTIMIZATION FOR TURBO PUMPS Optimization of vibrodiagnostic model implies defining of the minimal number of vibrodiagnostic formats, which could be used for precise and definite, diagnose of broad spectar of errors with all types of rotational machines, i.e. turbo pumps in standard use. Optimization in this research is analyzed more from the aspect of the optimization problem new formulation, then from the aspect of mathematical apparatus for solving the problem. In this case, the optimization is based on establishing the possibility of certain defect appearance at turbo pumps and implementation of causal relations between diagnostic model and defined goal functions values. Key words: vibro-diagnostics, optimization, turbo-pumps Rad poslat na recenziju: 12.06.2009. godine Rad spreman za objavu: 07.07.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

MOGUĆNOSTI KORIŠĆENJA PRIRODNOG GASA NA PODRUČJU ISTOČNE SRBIJE Prof. dr Dejan Ivezić Rudarsko-geološki fakultet Univrziteta u Beogradu Prof. dr Nenad Đajić Rudarsko-geološki fakultet Univrziteta u Beogradu Prof. dr Toma Tanasković Rudarsko-geološki fakultet Univrziteta u Beogradu Prof. dr Dušan Danilović Rudarsko-geološki fakultet Univrziteta u Beogradu Mr Marija Živković Rudarsko-geološki fakultet Univrziteta u Beogradu Docent dr Miloš Tanasijević Rudarsko-geološki fakultet Univrziteta u Beogradu Opcija povećanog udela prirodnog gasa u zadovoljenju energetskih potreba je već odranije strateško opredeljenje razvoja energetike Srbije. Ova činjenica, kao i uticaj korišćenja prirodnog gasa na životnu sredinu, nameću potrebu za ubrzanim razvojem gasovodnog distributivnog sistema i u regionu istočne Srbije. U radu su prezentovani energetski bilansi opština istočne Srbije (8 opština Zaječarskog i Borskog okruga) i na bazi njih su definisane potencijalne potrebe za prirodnim gasom. Razmotrene su različite varijante snabdevanja prirodnim gasom definisane Generalnim projektom gasifikacije. Diskutovan je razvoj primarne distributivne mreže po gradovima regiona. Ukratko je data finansijska ocena opravdanosti gasifikacije ovog područja. Analiziran je značaj gasifikacije na održivi razvoj regiona. Ključne reči: prirodni gas, energetski bilans, gasovodni sistem UVOD Prvobitni gasovodni sistem Srbije datira još iz 1952. godine kada su se prve količine iz domaće proizvodnje gasa transportovale od ležišta gasa u Velikoj Gredi do Vršca. Značajniji transport, kao i veća proizvodnja i potrošnja gasa, uz uvoz prirodnog gas iz SSSR-a, i brzo širenje gasovodnog sistema se ostvaruje 70-godina prošlog veka. Sadašnji gasovodni sistem u Srbiji je linearnoradijalnog tipa. Osnovu gasovodnog sistema čini magistralni gasovod Horgoš - Gospođinci Batajnica - Velika Plana - Paraćin - Pojate (Kruševac) - Niš sa velikim prstenom: magistralni gasovod - Senta - Mokrin - Elemir - Pančevo - Smederevo - magistralni gasovod Kontakt: Prof. dr Dejan Ivezić Rudarsko-geološki fakultet, Đušina 7, 11000 Beograd E-mail: ivezic@ rgf.bg.ac.rs

(Velika Plana), sa kracima Gospođinci - Novi Sad - Beočin, Gospođinci - Elemir - Banatski Dvor, Batajnica - Šabac - Loznica - Zvornik, Batajnica - Pančevo, Batočina- Kragujevac Kraljevo i Bresnica - Čačak – (Gornji Milanovac) – Užice. Postojeća transportna mreža dovodi gas u oko 70% opština u Vojvodini i 44% ukupnog broja opština na području centralne Srbije.Sva domaća proizvodnja gasa je na severu Srbije, ali ona je u fazi opadanja i izmiruje ispod 10% godišnje potražnje. Ostatak gasa se isporučuje iz Rusije sa severa preko primopredajne stanice u Horgošu. Opcija povećanog udela prirodnog gasa u zadovoljenju energetskih potreba je već odranije strateško opredeljenje razvoja energetike Srbije /1,2/. Projekcija potrošnje prirodnog gasa bazirana je na stavovima da su mogućnosti obezbeđivanje domaće energije za veliki deo finalne

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

potrošnje, van električne energije, ograničene, da je prirodni gas gorivo sa veoma povoljnim tehnološkim, energetskim i ekološkim karakteristikama i da je sa stanovišta energetskog potencijala njegovo sagorevanje za potrebe visokotemperaturnih procesa povoljno i opravdano, da je u svetskim razmerama prirodni gas obilniji i jeftiniji resurs od nafte i da je prirodni gas najbliži supstitut električnoj energiji u domaćinstvima i širokoj potrošnji, a gasifikacija domaćinstava i široke potrošnje je pravac poboljšanog korišćenja gasovodne infrastrukture. Imajući u vidu planirani ekonomski razvoj Srbije, njen geostrateški položaj, strukturu i raspoloživost energetskih rezervi, kao i postojeću energetsku infrastrukturu, razvoj strateške – regionalne infrastrukture za transport gasa, izgradnja novih transportnih pravaca u cilju povećanja sigurnosti snabdevanja kao i izgradnja lokalnih distributivnih mreža u cilju povećanja broja potrošača za obezbeđenje toplotnih energetskih usluga u sektoru zgradarstva kao planirane aktivnosti u sektoru gasne privrede, spadaju u prioritet razvoja energetike Srbije. Prema projekcijama urađenim za "Strategiju dugoročnog razvoja energetike Srbije u periodu do 2015. godine" potrošnja prirodnog gasa treba da ostvari najdinamičniju stopu rasta na bazi supstitucije drugih energenata i povećanja potreba, tj. 2015. godine treba da učestvuje sa oko 18% u ukupnoj potrošnji energije. Ove činjenice, kao i uticaj korišćenja prirodnog gasa na životnu sredinu, nameću potrebu za ubrzanim razvojem gasovodnog distributivnog sistema i u regionu istočne Srbije. Region istočne Srbije u ovom projektu podrazumeva četiri opštine u Zaječarskom okrugu (Boljevac, Zaječar, Sokobanja, Knjaževac) i četiri opštine u Borskom okrugu (Bor, Majdanpek, Kladovo, Negotin). Borski okrug se prostire na ukupnoj površini od 3.506 km2 obuhvata 90 naselja sa oko 147.000 stanovnika. Broj zaposlenih u 2005. godini je iznosio 34.962 a ostvareni društveni proizvod po glavi stanovnika u 2004. godini je oko 84.000 din. Zaječarski okrug se prostire na ukupnoj površini od 3.623 km2 obuhvata 173 naselja sa oko 138.000 stanovnika. Broj zaposlenih u 2005. godini je iznosio 30.525 a ostvareni društveni proizvod po glavi stanovnika u 2004. godini je oko 78.000 din. Generalno govoreći, ekonomski potencijal ove ruralne oblasti se bazira na obilnim prirodnim resursima: zdravom okruženju, značajnim reze50

rvama ruda i minerala, odličnim preduslovima za turizam, izvanrednom hidro energetskom potencijalu, izobilju drveta, dobrim uslovima za razvoj poljoprivrede i sl. Sa druge strane u regionu postoji tradicija industrijske proizvodnje, dosta instalisanih kapaciteta u raznim granama industrije i obučena radna snaga. Proces privatizacije do sada nije dao očekivane rezultate. Ne postoji posebno interesovanje novih investitora za dolazak u region. Jedan od razloga za manjak interesovanja za nove investicije je svakako i nedostatak gasovoda koji proizvodnju generalno čini skupljom nego u konkurentskim zemljama ili regionima. ENERGETSKI BILANSI ZA POTREBE GASIFIKACIJE Prikupljanje osnovnih energetskih podataka za objekte na teritoriji jedne opštine i utvrđivanje preseka potrošnje energije u tim objektima je prvi korak na putu ka definisanju potrebnih količina prirodnog gasa za gasifikaciju razmatrane opštine. Kao objekti od interesa za gasifikaciju se javljaju industrijski potrošači, postojeće gradske toplane i sektor široke potrošnje. Sektor široke potrošnje obuhvata domaćinstva, objekte javne namene (škole, vrtići, bolnice, administrativne zgrade, i sl.) i objekte uslužnokomercijalnih delatnosti. U objekte široke potrošnje su uključeni i objekti manjih privatnih preduzeća sa manjim instalisanim toplotnim kapacitetima. Podatke o energetskoj potrošnji moguće je prikupljati na osnovu postojećih računa za potrošene energente i na osnovu merenja sprovedenim na samom objektu ili sistemu /3/. Za potrebe ovog rada i projekta /4/ samo sakupljanje podataka je obavila Regionalna agencije za razvoj istočne Srbije iz Zaječara. Prikupljanje podataka nije bio lak posao i pokazalo se da je veoma teško prikupiti kvalitetne i pouzdane podatke. Na osnovu prikupljenih podataka formirana je elektronsku bazu podataka. Pokazalo se da neke opština već poseduje brojne podatke koje je bilo potrebno organizovati i sistematizovati odnosno uneti u bazu podataka, dok se kod drugih moralo krenuti ispočetka. Primenjen je sistemski pristup u prikupljanju podataka. Praćenje energetske potrošnje sprovedeno je za svaki energent zasebno (električna energija, mazut, lož ulje, ugalj, ogrevno drvo). Podaci su, u zavisnosti od vrste energenata, prikupljeni na godišnjem i mesečnom nivou. Podaci se Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

1.000

2.250

91.110

103.4068 15.332 3.790

11.708 45 -

2.530 1.280 -

Mazut

Lož ulje

El. energija

TNG

Slika 1. Potrošnja energenata po vrstama

Majdanpek 1% Bor 37%

Negotin 54% Zajecar Knjazevac 7% 1%

Slika 2. Industrijska potrošnja po opštinama

Što se tiče raspodele energetske potrošnje u sektoru široke potrošnje ona je prikazana na Slici 3 i načelno odgovara veličini razmatranih naselja. Veličina predviđenog konzuma prirodnog gasa je jedan od kriterijuma pri definisanju opravdanosti gasifikacije određenog područja. U tom smislu opštine sa manjom potrošnjom energije moraju biti predmet preciznijih analiza. 1.000.000 800.000 600.000 400.000 200.000

86.071

Raspodela energenata po sektorima je takva da industrija troši skoro 75% ukupne energije što je sa stanovišta gasifikacije dobro jer se radi o kontinualnim potrebama, tokom cele godine. Raspodela industrijske potrošnje po opštinama je prikazana na Slici 2. Evidentno je da dve opštine, odnosno dva industrijska subjekta IHP Prahovo i RTB Bor – TIR Bor, povlače

Ogrevno drvo

Bo lj e va c So ko ba nj a

22.766

Ugalj

Bo r

49.718

Za je ca r

175.127

1.000.000

Ne go t in Kn ja ze va c

Ugalj [t] Ogrevno drvo [m3] Mazut [t] Lož ulje [t] TNG [t] Električna energija [MWh]

Široka potrošnja 33.110

2.000.000

aj da np ek

Industrija Toplana

3.000.000

ad ov o

Energent

4.000.000

Tabela 1. Energenati za supstituciju

5.000.000

Navedena količina gasa supstituiše potrošnju mazuta, lož ulja, ogrevnog drveta, uglja, tečnog naftnog gasa i električne energije u količinama datim u Tabeli 1. U energetskim jedinicama, radi komparacije, te količine su prikazane na Slici 1. Ono što je pozitivno sa stanovišta gasifikacije je da je sumarno najveća potrošnja tečnih goriva, pre svega mazuta koje je i najjednostavnije zameniti prirodnim gasom. Potrošnja ovih energenata je mahom vezana za industriju i toplane koji su od primarnog značaja u gasifikaciji regiona. Ugalj je kao energent najviše zastupljen u industriji, ali se u značajnoj meri koristi i u širokoj potrošnji, dok je ogrevno drvo najvećim delom prisutno u zadovoljenju toplotnih potreba u domaćinstvima.

6.000.000

Energetski bilansi za svaku od razmatranih opština u istočnoj Srbiji su detaljno razmotreni u [4,5]. Razmotrene su specifičnosti njihove energetske potrošnje i date količine energenata koji bi se mogli supstituisati prirodnim gasom. Razmotren je sektor industrije i široke potrošnje, pri čemu su toplane, iako pripadaju sektoru široke potrošnje, razmotrene posebno zbog svog značaja i komplementarnosti sa budućim gasovodnim sistemom. Posmatrano na nivou čitavog regiona istočne Srbije došlo se podatka o 10.350 TJ energije koja bi se teoretski mogla obezbediti iz oko 290 miliona m3 prirodnog gasa.

dominantno najveće količine energenata za industrijske potrebe.

odnose na potrošnju energenata u osnovnim jedinicama.

Slika 3. Potrošnja u sektoru široke potrošnje

PREDVIĐENA POTROŠNJA PRIRODNOG GASA Na bazi urađenih energetskih bilansa za svaku od opština i poznatih normativa potrošnje [4,6]

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

su definisane godišnje potrebe za prirodnim gasom (Slika 4). Evidentno je da četiri opštine – Negotin, Bor, Zaječar i Knjaževac nose skoro 90% ukupne potrošnje u regionu. Ukoliko se razmotri dijagram potrošnje prirodnog gasa tokom godine (Slika 5), uočava se da ove opštine imaju u najvećoj meri kontinualnu potrošnju tokom cele godine, odnosno, da one „peglaju“ sezonsku neravnomernost. To je pre svega posledica prisustva značajnih industrijskih kapaciteta – potencijalnih kontinualnih korisnika prirodnog gasa. Predviđena industrijska potrošnja predstavlja 64% ukupne potrošnje, dok široka potrošnja i toplane učestvuju sa 23%, odnosno 13%. 140 120

miliona m3

100 80 60 40 20

Negotin

Majdanpek

Knjaževac

Kladovo

Zaječar

Boljevac

Sokobanja

Bor

Slika 4. Predviđena potrošnja prirodnog gasa

GENERALNI PROJEKAT GASIFIKACIJE Snabdevanje opština istočne Srbije prirodnim gasom je tesno povezano sa realizacijom izgradnje gasovoda Niš - Dimitrovgrad, jer postojeći izgrađeni magistralni gasovod Beograd-Niš nema tehnički kapacitet za dalje širenje na područje istočne Srbije. Izuzetak predstavlja opština Sokobanja, koja zbog geografskog položaja ima mogućnosti priključenja na već izgrađeni magistralni gasovod Pojate – Niš. Iz ovih razloga, a radi definisanja trase gasovoda kroz istočnu Srbiju pošlo se od pretpostavke da će buduća trasa magistralnog gasovoda Dimitrovgrad – Niš pratiti glavne saobraćajnice koje povezuju ova čvorišta, tako da je područje Niške Banje locirano kao mesto početka magistralnog gasovoda Niš – Zaječar – Bor – Prahovo. S obzirom na nepostojanja podataka o budućem ulaznom pritisku gasa iz Bugarske, ali uzimajući u obzir sadašnje parametre snabdevanja iz pravca Mađarske i geografski položaj čvorišta, kao početne vrednosti pritiska u Niškoj Banji će se razmatrati dve vrednosti 40 bar-a i 50 bar-a. Može se očekivati da će stvarna vrednost pritiska u Niškoj Banji biti između ovih vrednosti tako da dve varijante raspodele prečnika po deonicama gasovoda kroz istočnu Srbiju treba razumeti kao granične vrednosti između kojih će se nalaziti stvarni prečnici.

35 30 Sokobanja

25 miliona m3

Bor Boljevac

Zaječar Kladovo

Knjaževac Majdanpek

Negotin

5 0 1

mesec

Slika 5. Sezonska neravnomernost

Prikazani podaci ukazuju na malo učešće pojedinih opština u ukupnoj potrošnji gasa: Majdanpek 4%, Kladovo 3%, Boljevac 1%. Imajući u vidu geografski položaj ovih opština ima smisla razmotriti i drugu varijanta snabdevanja prirodnim gasom istočne Srbije, koja bi isključila priključenje navedenih opština.

S obzirom na diskusiju u prethodnom poglavlju, a vezano za intenzitet i karakteristike potrošnje, kao i geografski položaj pojedinih opština i potrošačkih centara, razmotriće se i dimenzionisati gasovodna mreža koja bi obuhvatila sve opštine u istočnoj Srbiji, ali i gasovodna mreža koja ne bi obuhvatila potrošačke centre u opštinama Majdanpek, Kladovo i Boljevac. Dakle projektuju se trase gasovoda i definišu prečnici deonica za četiri varijante /5/: I varijanta II varijanta III varijanta IV varijanta Bez Majdanpeka, Snabdevanje svih potrošačkih centara Kladova i Boljevca 50 bar

40 bar

50 bar

40 bar

I i II varijanta obuhvataju magistralne pravce Niška Banja – Knjaževac – Zaječar, Zaječar – Vražogrnac – Salaš - Negotin – Prahovo i Vražogrnac – Rgotina - Zagrađe – Bor, kao i magistralne ogranke Zaječar – Boljevac, Zagrađe - Crnajka - Majdanpek, Crnajka – Donji Milanovac, Prahovo – Brza Palanka - Kladovo, GRČ – Sokobanja. Ukupna dužina gasovoda u ovim varijantama iznosi skoro 350 km. III i IV Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

varijanta obuhvataju sekcije od 1 do 10, odnosno magistralne pravce Niška Banja – Knjaževac – Zaječar, Zaječar – Vražogrnac – Salaš - Negotin – Prahovo i Vražogrnac – Rgotina - Zagrađe – Bor, kao i magistralni ogranak GRČ – Sokobanja. Ukupna dužina gasovoda u ovim varijantama iznosi oko 180 km.

Za svaku sekciju ovog gasovodnog sistema je izvršen izbor prečnika cevovoda i izvršena je provera padova pritiska u njemu. Šema magistralnog gasovoda je data na Slici 6, a raspodela dužina i prečnika magistralnog gasovoda za svaku od varijanti je prikazana u Tabeli 2. GMRS Kladovo

GMRS Brza Palanka

GMRS Donji Milanovac GMRS Majdanpek

GMRS Prahovo

GMRS Negotin

GMRS Salaš GMRS Bor

GMRS Rgotina

GMRS Zaječar

GMRS Boljevac

GMRS Sokobanja

GMRS Knjaževac

Glavna merno-regulaciona stanica Magistralni gasovod Magistralni ogranak

Slika 6: Šema gasovoda kroz istočnu Srbiju

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

Potrošnja prirodnog gasa po potrošačkim centrima je data u tabeli 3. Prema podacima iz ove tabele u varijantama I i II maksimalna potrošnja prirodnog gasa, prema kojoj je dimenzionisan gasovod iznosi 119.800 m3/h. U ovoj potrošnji industrija, kao kontinualni potrošač, učestvuje sa 28%, a široka potrošnja sa 72%. U varijantama III i IV kapacitet gasovoda je dimenzionisan prema nešto nižoj količini 101.900 m3/h, ali je zato odnos potrošnje u industriji i širokoj potrošnji povoljniji (32%:68%). Tabela 2. Dimenzije magistralnog gasovoda Varijanta

Prečnik [mm]

III

Dužina [km]

406,4

82,1

81,8

82,1

355

8,3

28,4

323

27,9

273,1

41,8

55,1

50,1

76,8

219,1

40,4

21,7

168,3

141,3

23,3

23,5

114

37,3

101,6

23,5

88,6

37,3

Tabela 3. Potrošnja po potrošačkim centrima Opština Boljevac Bor Zaječar Zaječar Zaječar Kladovo Kladovo Knjaževac Majdanpek Majdanpek Negotin Negotin Sokobanja

Široka Industrija Ukupno Potrošački potrošnja (m3/h) (m3/h) centar 3 (m /h) Boljevac Bor Zaječar Rgotina Salaš Kladovo Brza Palanka Knjaževac Majdanpek Donji Milanovac Negotin Prahovo Sokobanja

2.400 24.500 15.200 650 400 5.500

2.400 10.000 34.500 5.000 20.200 750 1.400 1.100 1.500 5.500

1.000

10.100 6.500

1.500 500

11.600 7.000

2.000

10.000 1.300 6.400

1.000 11.000 14.000 15.300 6.400

RAZVOJ PRIMARNE DISTRIBUTIVNE MREŽE Za svaki potrošački centar je izvršena, na bazi razmotrene veličine i strukture potrošača, procena razvoja primarne distributivne mreže /5/. Definisane su trase razvodnih gasovoda za svaki potrošački centar. Ove trase su izabrane tako da obezbede direktno napajanje svih potrošača snage iznad 1 MW, kao i mernoregulacionih stanica preko kojih bi se vršilo napajanje sekundarne distributivne mreže niskog pritiska. Kapaciteti i lokacije mernoregulacionih stanica su određeni tako da zadovolje potrebe sektora široke potrošnje (domaćinstva, komercijalno-uslužni sektor, kotlarnice snage ispod 1 MW). Prečnici svih deonica primarne gasovodne mreže su određeni i izvršena je provera padova pritisaka u njima tako da u potpunosti zadovoljavaju tehničke uslove snabdevanja kako direktno priključenih korisnika, tako i korisnika koji će prirodni gas koristiti putem sekundarne distributivne mreže. Kao primer ovde se daje šema razvodnog gasovoda (Slika 7) u Knjaževcu. Slabo razvijena toplifikaciona mreža i veliki broj lokalnih kotlarnica je uslovio relativno razuđenu primarnu distributivnu mrežu. Ukupna dužina razvodnog gasovoda u Knjaževcu iznosi oko 6 km, a najudaljeniji potrošač Fabrika sireva „Džersi“ je od izabrane lokacije GMRS udaljena oko 2,7 km. U potrošačkom centru Knjaževac je ukupno evidentirano 7 kotlarnica snage preko 1 MW koje su direktno priključene na gasovodnu mrežu. Sistem je projektovan tako da zadovolji i potrebe 3 MRS kapaciteta 2.600 m3/h svaka, koje su locirane tako da se nalaze u netoplificiranim područjima grada, pogodnim za razvoj sekundarne distributivne mreže. Prečnici sekcija razvodnog gasovoda su tako izabrani da i u najnepovoljnijem slučaju maksimalne pretpostavljene potrošnje svaki od gore navedenih potrošača ima minimalnih 4 bara apsolutnog pritiska prirodnog gasa na svom ulazu. Usvojeni prečnici po sekcijama razvodnog gasovoda, kao i pritisci na kraju svake sekcije su dati u tabeli 4. U istoj tabeli se može primetiti i da je ukupni kapacitet projektovanog razvodnog gasovoda 11.900 m3/h, odnosno niži za 700 m3/h od pretpostavljenog kapaciteta GMRS Knjaževac. Ova rezerva u kapacitetu je namerno ostavljena da bi mogla da zadovolji buduće potrebe turističkog centra na Staroj Planini, a koji bi se prirodnim gasom napajao iz ove GMRS. Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

Legenda: Trasa razvodnog gasovoda Kotlarnica snage iznad 1 MW Glavna merno-regulaciona stanica Merno regulaciona stanica

GMRS MRS

Slika 7: Knjaževac – razvodni gasovod Tabela 4. Knjaževac - Prečnici sekcija i provera padova pritiska i brzina Oznaka sekcije

Potrošač

Dužina [km]

0,615

10.900

Kotlarnica “9. brigade”

0,27

Pritisak [bar]

Brzina [m/s]

219,1

6,82

12,63

200

60,3

6,77

3,78

0,28

10.700

219,1

6,73

12,68

MRS 1

0,25

4.450

141,3

6,58

13,47

l10

Gradska toplana

0,15

1.600

88,9

6,40

13,59

l11

Klanica /Fabrika kotlova

1,9

250

60,3

6,30

5,05

l12

MRS 2

0,31

2.600

114,3

6,51

12,48

0,41

3.650

141,3

6,56

11,25

Fabrika sireva „Džersi“

1,44

300

114,3

6,55

1,45

MRS 3

0,1

3350

114,3

6,44

16,37

Gerantol centar

0,28

750

88,9

6,50

6,27

Zdravst. centar

0,07

350

6,48

4,52

Protok [m3/h] Prečnik [mm]

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

EKONOMSKA OPRAVDANOST GASIFIKACIJE Za svaku od četiri predložene varijante u Projektu /7/ su određena potrebna investiciona sredstva za izgradnju, definisani troškovi i prihodi u procesu realizacije projekta, odnosno izgradnje i eksploatacije sistema i određene su vrednosti ekonomskih pokazatelja isplativosti projekta. Procenjeni iznosi investicionih ulaganja, koja obuhvataju magistralni gasovod, razvodne gasovode po potrošačkim centrima/opštinama, glavne merno-regulacione stanice i mernoregulacione stanice varijantama su: I varijanta 86.450.790 € II varijanta 98.314.640 € III varijanta 61.512.560 € IV varijanta 63.215.360 € Varijante I i II s obzirom da podrazumevaju gasifikaciju svih osam razmatranih opština su investiciono najintenzivnije. U poređenju varijanti sa istim ulaznim pritiskom, smanjenje broja opština i potrošačkih centara obuhvaćenih projektom gasifikacije, znači i smanjenje ukupne investicije za 28,8% ukoliko se porede varijante I i III, odnosno čak 35,7% ukoliko se porede varijante II i IV. Pri tome smanjenje predviđenog konzuma prirodnog gasa, pa samim tim i prihoda koji on generiše, iznosi svega 6,9%. Što se tiče međusobnog poređenja varijanti koje obuhvataju iste potrošačke centre, bitna razlika (16,9%) u smislu investicija se javlja kod varijanti I i II, dok je kod varijanti III i IV ta razlika svega 3,4%. Dominantna komponenta investicionih ulaganja čine ulaganja u magistralni gasovod (preko 80%), a potom slede ulaganja u razvodne gasovode (12 16%), i glavne merno-regulacione stanice i merno-regulacione stanice (1-2,5 %). Ekonomska analiza predloženih rešenja je izvršena na osnovu usvojenih parametara potrošnje i investicija, pri čemu je izvršena detaljna analiza njihove dinamike i strukture u obračunu prihodnih i troškovnih elemenata projekta. U svim varijantama, projekcije ekonomskih tokova su izvršene na period od 30 godina, s obzirom da se radi o strateškom, infrastrukturnom projektu čitavog regiona istočne Srbije. Ukupan period investiranja u zavisnosti od varijanti traje od 9 do 13 godina. Prve tri godine se isključivo odnose na investiranja, a u narednim godinama u svim varijantama postoji određen stepen eksploatacije mreže i tekućeg prihoda. 56

Kao kriterijumi za ekonomsku evaluaciju su poslužili neto sadašnja vrednost (NPV), interna stopa prinosa (IRR) i diskontovani period povraćaja (DBP). S obzirom da se radi o strateškom, neophodnom infrastrukturnom projektu, u proračunu je korišćena diskontna stopa od 5%. Uporedni prikaz pokazatelja ekonomske isplativosti je dat u tabeli 5. Tabela 5. Pokazatelja ekonomske isplativosti Pokazatelj: I varijanta II varijanta III varijanta IV varijanta

NPV miliona € -3,31 -10,98 9,37 8,02

IRR % 4,6 3,6 6,2 6,05

DPB godina 25 27

Evidentno je da varijante I i II imaju pokazatelja ekonomske isplativosti koji ne ukazuju na ekonomsku rentabilnost gasifikacije celokupnog područja istočne Srbije. Razlog za ovo leži u činjenici da značajno višu investiciju koju povlači gasifikacija opština Majdanpek, Kladovo i Boljevac ne prati i odgovarajući porast konzuma. S druge strane varijante III i IV imaju pozitivne pokazatelje ekonomske isplativosti koji ukazuju na moguću rentabilnost predloženih rešenja. Varijanta III sa višim početnim pritiskom nešto povoljnija, a relativno mala odstupanja pokazatelja kod varijante IV, bi mogla da ukažu na izvesnu „otpornost“ ovog projektnog rešenja i u slučaju nešto viših investicionih troškova. Bez obzira na izabrano varijantno rešenje i dobijene pokazatelje ekonomske isplativosti nekoliko činjenica je neophodno uzeti u obzir. Izgradnju jednog ovakvog gasovodnog sistema, pored visokih troškova izgradnje, i relativno dugog perioda između početka ulaganja i povraćaja sredstava, karakteriše i relativno visok stepen ekonomskog rizika. Taj rizik se odnosi kao na troškovnu, tako i na prihodovnu stranu. S jedne strane, nabavne cene prirodnog gasa, cevovoda, opreme i dr. su u velikoj meri berzanske kategorije, a njihove promene u poslednjem periodu teško da mogu da pruže osnov za dugoročniju prognozu njihovog kretanja. Sa druge strane prodajna cena prirodnog gasa u Srbiji je u dugom periodu bila socijalna kategorija, sa tek početnim naznakama da bi mogla da se postavi na tržišne osnove. Iz tog razloga, dobijene parametre ekonomske isplativosti treba prihvatiti uslovno. Neki drugi cenovni parametri prirodnog gasa, cevnog materijala i sl. bi mogli da daju donekle Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

S obzirom na razliku u veličini potrošnje po potrošačkim centrima interesantno je razmotriti i emisiju po glavi stanovnika (Tabela 6). Vidi se da je emisija ugljendioksida u korelaciji sa relativnom razvijenošću industrije i postojanjem znatnije industrijske potrošnje. Veliki industrijski potrošači utiču i na relativne emisije oksida azota i sumpora koje su u Boru i Negotinu nekoliko puta veće nego u ostalim potrošačkim centrima. Međutim, dok je IHP Prahovo desetak kilometara udaljeno od gradskog naselja Negotin, industrijski potrošači se u Boru praktično nalaze u samom gradu. Pri tome je i relativna emisija čestica u Boru najveća. Što se tiče relativne emisije nesagorelih ugljovodonika ona je prilično ujednačena, a njena visina govori lošijem sagorevanju čvrstih goriva u domaćinstvima. Interesantno je primetiti da su pokazatelji emisije po glavi stanovnika relativno

SOx

0,03 5,47 95,2% 100% 0,12 81,29 93% 100% 0,04 14,14 92,1% 100% 0,02 9,31 93,2% 100% 0,03 6,96 94,6% 100% 0,02 10,76 90,7% 100% 0,11 120,22 84,7% 100% 0,03 10,35 94,6% 100%

CH4

1,20 45,2% 8,56 Bor 45,3% 2,43 Zaječar 36,9% 1,50 Kladovo 40,2% 1,37 Knjaževac 43,3% 1,56 Majdanpek 35,7% 14,26 Negotin 30,6% 1,80 Sokobanja 43,9% Boljevac

Čestice

Na bazi tih podataka određene emisije štetnih materija po potrošačkim centrima uzimajući u obzir specifičnosti potrošnje u svakom od /8/. Evidentno je da je struktura energetske potrošnje u Boru takva (dominantno korišćenje uglja), da je to grad sa najvećom emisijom štetnih materija. I dok je uticaj emisije ugljendioksida globalnog karaktera, emisija oksida azota, sumpordioksida i čestica direktno utiče na zdravlje ljudi koji u njemu žive. Negotin, iako najveći potrošač energije u istočnoj Srbiji, s obzirom na strukturu korišćenja energenata (dominantno korišćenje mazuta), ima znatno manje ekološko opterećenje usled korišćenja energije. Interesantno je primetiti da je emisija nesagorelih ugljovodonika (prvenstveno metana) najveća u Zaječaru. Do ovoga dolazi usled znatnog korišćenja čvrstih goriva (uglja i ogrevnog drveta) u domaćinstvima, gde ne postoji mogućnost regulisanog sagorevanja. Kao posledica emisije metana javlja se tzv. londonski tip magle.

Tabela 6. Emisije [kg/god/stanovniku] i mogućnosti redukcije

NOx

Jedna od pretpostavki održivog razvoja ovog regiona je i energetski racionalno, ekonomski efikasno i ekološki povoljno korišćenje energije i to kako u industriji, tako i u širokoj potrošnji. Trenutna potrošnja energenata u regionu je ukazala na dominantno korišćenje mazuta i uglja, a u manjoj meri ogrevnog drveta, električne energije i tečnog naftnog gasa, kao energenata koji bi se mogli supstituisati prirodnim gasom.

CO2

EKOLOŠKE PREDNOSTI GASIGIKACIJE

visoki za Sokobanju. To je razumljivo s obzirom na potrošnju energije u hotelima i ne obuhvatanje njihovih gostiju prilikom računanja pokazatelja.

Potrošački centar

drugačiju sliku isplativosti po varijantama, ali sa sigurno identičnim odnosom između varijanti.

2,59 100% 10,35 100% 3,39 100% 2,22 100% 2,24 100% 1,51 100% 2,78 100% 4,04 100%

2,55 97,7% 0,99 90,9% 2,99 97,6% 1,74 97,6% 2,02 97,3% 1,27 96,7% 2,13 90,4% 2,29 96%

U tabeli 6 je navedena i mogućnost procentualnog smanjenja emisije štetnih materija uvođenjem i korišćenjem prirodnog gasa. Evidentno je da je na taj način moguće u potpunosti eliminisati emisije sumpordioksida i čestica, smanjiti emisije oksida azota i nesagorelih ugljovodonika za preko 90% u praktično svim potrošačkim centrima (jedino je u potrošačkom centru Negotin redukcija NOx oko 85%) i smanjiti emisiju ugljendioksida za ukupno 38,1%. ZAKLJUČAK Osnovni pravci daljeg razvoja gasne privrede sadržani su u dokumentima Strategija razvoja energetike Republike Srbije do 2015. godine, Prostornom planu Republike Srbije i Nacionalnom akcionom planu za gasifikaciju na teritoriji Republike Srbije. Između ostalog u tim dokumentima je definisana potreba gasifikacije istočnog dela Srbije (Niš – Knjaževac – Bor – Zaječar – Prahovo). Projektom „Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“ [4,5,7,8] realizovanog u okviru Nacionalnog investicionog plana za 2008. godinu, koji je prezentovan u ovom radu, je urađena prethodna studija opravdanosti, koja je ukazala na apsolutnu potrebu i racionalnost ulaganja u gasnu infrastrukturu na ovom području. Još uvek nepotvrđena

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

D. Ivezić i dr.- Mogućnosti korišćenja prirodnog gasa na području Istočne Srbije

informacija da će predviđeni gasovod «Južni tok» ući u Srbiju upravo kod Zaječara, bi mogla samo dodatno da osnaži gornju konstataciju. Realizacija rešenja predloženih ovim projektom bi trebalo da da dodatni impuls razvoju regiona. To bi trebalo da bude jasan signal potencijalnim investitorima da postoji rešenost države Srbije i opština istočne Srbije da rade na daljem razvoju regiona. Početak gasifikacije bi trebalo da pokrene niz potpuno novih investicija, projekata i drugih poslovnih aktivnosti na prostoru istočne Srbije. Takav razvoj treba da prekine sadašnje negativne trendove i omogući postepenu revitalizaciju ovog prostora. LITERATURA /1/

/2/

/3/

/4/

/5/

/6/

/7/

Strategije razvoja energetike Republike Srbije do 2015. godine, Ministarstvo rudarstva i energetike Republike Srbije, Beograd, 2005. N. Đajić, Prirodni gas energent XXI veka, Istraživanja i projektovanja za privredu, 22-2008 str. 49-59, Beograd, Uputstvo za izradu energetskih bilansa u opštinama, Ministarstvo rudarstva i energetike Republike Srbije, Beograd, 2007. Grupa autora, Energetski bilans po opštinama za potrebe gasifikacije, Projekat „Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd, 2008. Grupa autora, Generalni projekat gasifikacije istočne Srbije, Projekat „Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd, 2008. B. Prstojević, N. Đajić, V. Vuletić, Distribucija prirodnog gasa, Rudarskogeološki fakultet, Beograd, 2005. Grupa autora, Prethodna studija opravdanosti – ekonomska ocena opravdanosti gasifikacije, Projekat „Razvoj

/8/

gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd, 2008. Grupa autora, Ocena uticaja gasifikacije na održivi razvoj područja, Projekat „Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd, 2008.

POTENTIAL OF NATURAL GAS UTILIZATION IN EASTERN SERBIA Increasing of natural gas share in fulfillment of energy requirements is strategic direction of Serbian energy sector for a long time. This fact, together with environmental friendly use of natural gas, enforces accelerated development of natural gas supply system in the region of Eastern Serbia. In this paper, energy balances of Eastern Serbia municipalities (8 municipalities in Bor and Zajecar counties) are presented and based to them, potential consumption of natural gas is defined. Different opportunities for supplying with natural gas are considered, based to defined energy balances. Routes and capacitates for main transmission pipelines, as well as positions and capacities of all gas pressure regulating and metering stations are proposed. Development of primary distribution network is considered. Financial estimation and appraisal of proposed options are presented. Environmental benefits of natural gas utilization are discussed. Key words: natural gas, energy balance, natural gas supply system

Rad poslat na recenziju: 03.09.2009. godine Rad spreman za objavu: 10.09.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

EKSKVIZICIJA I TRETMAN IZMERENIH PARAMETARA VODOTOKOVA U PREDPROJEKTU MINI HIDROELEKTRANE Marija Milojević, inž. maš. Mašinski fakultet Univerziteta u Beogadu Nebojša Marković, inž.maš. Mašinski fakultet Univerziteta u Beogadu Doc. dr Slobodan Radojević Mašinski fakultet Univerziteta u Beogadu Doc.dr Časlav Mitrović Mašinski fakultet Univerziteta u Beogadu Cilj rada je integracija vizuelnog dizajna sa dizajnom informacija. Ideja rada je da se ekskvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova mini hidroelektrane, kao jednog od obnovljivih izvora energije, lako i brzo predstavi čime se omogućuje brzo odlučivanje o podobnosti lokacije za njihovu izgradnju. Kao glavni zadatak, u ovom radu, je dizajnirana, projektovana i postavljena web aplikacija za sračunavanje potencijala vodotokova. Analizirna je i proveravana upotrebljivost, produktivnost i funkcionalnost kako bi se omogućila validacija ovakvog rada imajući u vidu da izgradnja malih hidroelektrana, na za to povoljnim lokacijama, predstavlja i dobru priliku za investicije iz inostranstva, jer se radi o veoma unosnom i isplativom poslu. Izgradnja malih hidroelektrana bi znatno uticala i na kvalitet snabdevanja električnom energijom. Ovako uradjena apikacija pruža velike mogućnosti nadogradnje kako u inženjerskom tako i u softverskom delu. Aplikacija je prilagodjena svim Web browserima i svim rezolucijama monitora većim od 1024x768. Aplikacija radi i na manjim rezolucijama ali delovi aplikacije u tom slučaju prelaze u drugi red pa korisnik mora da povede računa o paramatrima koje unosi kako bi na kraju dobio tačan rezultat. Ključne reči: ekskvizicija, minihidroelektrane, obnovljivi izvori, energija, softversko rešenje. UOPŠTE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA ENERGIJE

zaštite životne sredine i socijalni ciljevi. Tom prilikom su predočene sledeće činjenice bitne za budući opšti razvoj:

Ekskvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova prilikom odlučivanja o gradnji mini hidroelektrane, kao jednog od obnovljivih izvora energije, ima veoma važnu ulogu. Zato je ovaj rad prirodno započeti dekleracijom iz Berna. Medjunarodna asocijacija za hidroenergetiku (IHA), vrlo uticajna nevladina organizacija, čiji je zadatak da u okviru strategije državnog razvoja podstiče i unapredjuje razvoj hidroenergetike, kao obnovljivog izvora energije predstavila je svoja gledišta razvoja hidroenergetike vodeći računa da se na najbolji način ostvare svi ciljevi

•

Kontakt: Prof. dr Časlav Mitrović Masinski fakultet, Kraljice Marije 16, 11000 Beograd E-mail: cmitrovic@mas.bg.ac.rs

•

• •

•

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

oko 2050. godine svetska populacija će porasti sa 6 na oko 9 milijardi, potrebe za energijom rastu širom sveta, naročito u zemljama u razvoju, raspoloživost električne energije je preduslov za ostvarivanje prihvatljivog standarda života i za ekonomski razvoj, dve milijarde ljudi danas nemaju pouzdano snabdevanje električnom energijom, oko 80% svetske proizvodnje energije sada se ostvaruje korišćenjem fosilnih goriva(ugalj, nafta, gas), sagorevanje fosilnih goriva prouzrokuje zdravstvene probleme i kisele kiše, a emisija gasova, koji su uzročnici efekta Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milojević i dr – Eksvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova u predprojektu mini hidroelektrane

"staklene bašte", dovodi do klimatskih promena, • u sledećih 50 godina biće potrebno obezbediti pitku vodu za nove tri milijarde ljudi, • proizvodnja hrane se mora povećati, pre svega navodnjavanjem i • mora se poboljšati zaštita od poplava, posebno imajući u vidu klimatske promene. Na osnovu ovih predočenih činjenica medjunarodna asocijacija za hidroenergetiku (IHA) smatra da je razvoj obnovljivih izvora energije bitan za globalnu sigurnost. Kako je do sada iskorišćena samo jedna trećina svetskog ekonomski iskoristivog hidroenergetskog potencijala, intenzivnijim korišćenjem hidroenergije, uz smanjivanje proizvodnje u termoelektranama, može se smanjiti emisija gasova "staklene bašte" i ostalih teških polutanata. Hidroenergija je, za sada, jedini pouzdan i ekonomski prihvatljiv izvor obnovljive energije, koji može da pokrije znatan deo potreba za električnom energijom. Vodne akumulacije omogućavaju, sa visokom efikasnošću proizvodnju energije upravo onda kada se ona traži. Hidroelektrane, takodje, omogućavaju razvoj i drugih vitalnih potreba čovečanstva, kao što su proizvodnja hrane, snabdevanje vodom, zaštita od poplava i poboljšanje uslova plovidbe i dr. POJAM I DEFINICIJA MINI HIDROELEKTRANE U literaturi se mogu naći razni podaci o tome kako izvršiti podelu mini hidroelektrana - MHE. Gotovo se ne može naići na dve zemlje sa identičnom podelom. Osnovni parametri, koje bi trebalo koristiti u klasifikaciji MHE jesu: •

instalisana snaga agregata • vrsta agregata u odnosu na turbinu i način rada • broj obrtaja • način rada u odnosu na opšti energetski sistem • instalisani pad, itd. Prema snazi turbine imamo podelu na mikro turbine snage do 100kW, mini turbine snage do 1MW i male ili srednje turbine snage do 10MW. Takodje, prema raspoloživom padu i snazi imamo podelu koja je prikazana u tabeli. 60

Tip HE

Snaga (Kw)

Pad (m) Pad (m) Pad (m) mali srednji veliki

Mikro HE

do 50

ispod 15

15-50

preko 50

Mini HE

50-500

ispod 20

20-100

preko 100

Male 500-5000 ispod 25 HE

25-130

preko 130

OSNOVNI KRITERIJUMI ZA IZBOR TURBINE MHE U opsegu snaga za koje se primenjuju MHE, turbine se dele na mašine visokog, srednjeg i niskog pada, a po principu rada na akcijske i reakcijske. Tip turbine odredjuje i širu oblast primene u zavisnosti od raspoloživog pada. MERNE JEDINICE U hidroenergetici, rad i energija (na pragu hidroelektrane) se izražavaju u kilovatčasovima (kWh). U SI sistemu instalisana snaga hidroelektrane se izražava u kilovatima (kW), dok proizvodjači snagu hidrauličkih mašina često iskazuju u konjskim snagama. (skr. KS na srpskom, HP na engleskom, PS na nemačkom, CV na francuskom). Konjska snaga je stari naziv za snagu izvan SI sistema. Oznaka KS podrazumeva kod nas konjsku snagu prema nemačkom standardu (DIN) koja se definiše kao snaga potrebna da se masa od 75 kilograma podigne na visinu od 1 metra u vremenu od 1 sekunde. Konjska snaga se još uvek koristi kod snage motora pa je 1 kW = 1,359621617 KS 1 KS = 0,73549875 kW Konjska snaga je nezakonita jedinica, pa snaga uvek mora biti izražena u kilovatima, dok se vrednost u konjskim snagama piše u zagradi i smatra samo informativnom. Takodje, u literaturi se karakteristike elektrana prikazuju preko jedinica iz tzv. Engleskog (Britanskog) sistema jedinica. Jedinice snage, u ova dva sistema, su povezane sledećim izrazima: HP = Ft lbf/s (foot-pound force per second) = 1,33582 W Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milojević i dr – Eksvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova u predprojektu mini hidroelektrane

1 KS (metrički sistem) = 0,9863 KS (Britanski sistem)

1 mkg = 981,000 dina x 100 cm = 9,81 x 107 erg.

Jedinica koja se često koristi za iskazivanje snage je megavat (1 MW = 1000 kW), dok se energija i rad najčešće izražavaju preko megavat časova (1 MWh = 1000 kWh), ili čak preko gigawat-časova (1 GWh = 1,000,000 kWh).

Takodje, postoji naučna i praktična jedinica električnog rada koja je povezana sa gornjom relacijom i ona se može izraziti kao:

Često se javlja potreba za konvertovanje energije date u kilovat-časovima u metričke jedinice kao što su metar-kilogram (mkg) i metar-tona (mt). Iz fizike je poznato da važi sledeća relacija: 1 KS = 75 mkg/sec = 736 vati = 0.736 kW ili 1 kW = 1.36 KS Iz gornjih relacija se dobija da je: 1 KS-čas = 0.736 kWh Naučna jedinica za energiju iz sistema fizičkih jedinica je termalni din. Sila od jednog dina, koja deluje na telo mase jednog grama, daje ubrzanje od 1 cm/sec2, odn. 1 g x 1 cm/sec2 = 1 din [g cm sec-2]. U oblasti delovanja gravitacije zemlje, sila koja deluje na masu od jednog grama iznosi: 1 g x 1 cm sec-2 = 981 dina = težini od jednog grama, odavde sledi da jedan kilogram teži vrednosti od 981,000 dina. Naučna jedinica za rad je termalni erg i ona je brojno jednaka radu koji izvrši sila od jednog dina na razdaljini od jednog centimetra: 1 din x 1 cm = 1 erg. [g cm2 sec-2]. Jedinica koja se koristi u praksi jednaka je po veličini električnom radu koji izvrši sila od jednog kilograma na distanci od jednog metra:

1 J (džul) = 107 erg, kao i 1 mkg = 9.81 J (džula). J (džul) je rad sile od 1N (Njutn) na putu od 1m, odnosno: 1J = 1N m Kako je snaga jednaka radu u jedninici vremena može da se napiše: 1W = 1J/s = Nm/s 1 mkg/sec = 9.81 J (džula)/sec = 9.81 W 1 KS = 736 W. PROTOK Da bi se sračunao protok na odredjenoj lokaciji potrebno prethodno odrediti površinu poprečnog preseka rečnog korita na kome se vrši merenje. Površina poprečnog preseka se odredjuje na sledeći način. Najpre se izmeri širina korita i odrede se kontrolne tačke na kojima se meri dubina korita. Imajući u vidu da je konfiguracija dna rečnog korita nepravilna vrši se osrednjavanje visine.

Tako je ukupna površina jednaka zbiru lokalnih površina.

Ukupni protok kroz poprečni profil reke predstavlja integral polja brzina u tom profilu:

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milojević i dr – Eksvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova u predprojektu mini hidroelektrane

što predstavlja integral po površini preseka brzina v u elementarnim površinama dA. Gornji integral se može napisati i kao:

gde je x koordinata koja predstavlja rastojanje od leve obale, B je širina vodenog ogledala, y je koordinata u pravcu dubine, D(x) je dubina na rastojanju x, a v(x,y) je brzina u tački (x,y). Integral

predstavlja integral brzina na vertikali na fiksiranom rastojanju od leve obale i naziva se elementarni protok. Tada se protok može izraziti kao:

ENERGIJA VODENOG TOKA Kao rezultat neprekidnog procesa hidrološkog ciklusa, snaga vode se može smatrati stalno obnovljivom. Medjutim, nije potpuno opravdano govoriti o izričitoj potencijalnoj energiji ili radu vode; to je, ustvari, energija po jedinici vremena koju voda stvara prilikom neprekidnog pada i koja se mora uzeti u obzir prilikom proučavanja iskorišćenja energije vodenog toka. Na osnovu sledeće definicije za snagu

možemo videti da ona predstavlja izvod rada po vremenu. Pre svega, analiziraćemo vrednost izvršenog rada (ukupne energije), kao i energije vode u pokretu, i na osnovu toga definisati snagu koja se dobija na odredjenoj deonici toka. Poznato je da se ukupna energija jednog dela vode težine G pod pritiskom p koji se kreće brzinom v na visini h1 od referentnog nivoa, može izračunati na osnovu Bernulijeve teoreme:

ako uvedemo smenu

Na osnovu zadatih vrednosti brzina, za svaku vertikalu se crta dijagram brzina. Površina dijagrama predstavlja elementarni protok, dok je srednja brzina na vertikali tada jednaka:

Kako na vertikali 5 postoji samo jedno merenje brzine, smatra se da je to srednja brzina na toj vertikali.

izraz za energiju postaje

Ako pretpostavimo da se ovaj delić vode postavi na referentnom nivou, gde pritisak ima vrednost p0/γ, onda se energija referentnog nivoa može izraziti kao

Pošto gornja formula važi za sve nivoe vodenog toka, očigledno je da se energija svih delova jednake mase ili težine ne razlikuje od posmatranog elementa vode težine G, koji se kreće po površini vodenog toka. To znači da ukupna mehanička energija bilo koje vodene mase težine 1 kg iznosi:

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milojević i dr – Eksvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova u predprojektu mini hidroelektrane

Ako je protok, pri brzini v1 kroz bilo koju deonicu vodotoka, sekundi, na visini vodozahvata h1, iznosi

, energija vodene mase u

i analogno tome energija vodene mase u sekundi, na visini mašinske kućice - turbine h2, iznosi:

To znači da, usled protoka , vode izmedju dva konstatna nivoa, izmedju vodozahvata i turbine, koji se mogu predstaviti razlikom u visini , dolazi do disipacije energije koja u svakoj sekundi iznosi:

odnosno

Drugim rečima, gornja formula predstavlja snagu vode potrebnu da se savlada trenje na deonici 12 i ona se može napisati kao

Sa povećanjem brzine pored potencijalne energije, za savladjivanje trenja je potrebna i kinetička energija. Zato se izgradnjom vodozahvata i cevovoda do bazena za filtraciju postiže da brzina bude približno konstantna, odnosno da je , što dovodi do toga kinetička energija bude zanemarljiva u odnosu na potencijalnu energiju. Zato se samo ostvarivanjem pada može dobiti potencijalna energija vodenog toka, koja se dalje može iskoristiti u turbini i pretvoriti u mehaničku, odnosno preko generatora u električnu energiju. Ova potencijalna energija se naziva potencijal vodotoka i ima oblik

9.83 m/sec2, izmedju ekvatora i polova. Zato pri konstrukciji i izboru turbina treba voditi računa o stvarnim vrednostima g i γ. WEB PRORAČUNAVANJE ENERGIJE VODOTOKA Na osnovu teorijske analize kao glavni zadatak u ovom radu je dizajnirana, projektovana i postavljena web aplikacija za sračunavanje potencijala vodotokova.

Da bi izrazili potencijal preko jedinica u SI sistemu, pretpostavićemo da je ubrzanje zemljine teže 9.81 m/sec2, odnosno da je specifična težina vode 9810 N/m3. Zato se gornji izraz može prikazati kao

Ovakva aplikacija ima za cilj brzu ekskviziciju i tretman svih potrebnih parametara na terenu u cilju odlučivanja da li na odredjenoj lokaciji ima uslova za izgradnju mini hidroelektrane i ako ima, koja je obnovljiva energija tog vodotoka. Takodje, ova aplikacija ima i upotrebnu vrednost za proračunavanje i proveru ranije izmerenih vrednosti kao i u laboratorijske svrhe za vežbe studenata.

Ovde je uzeto da je ubrzanje zemljine teže konstatno i da iznosi 9.81 m/sec2. Medjutim, ova vrednost realno varira od 9.78 m/sec2 do

Aplikacija je prilagodjena svim Web browserima i svim rezolucijama monitora većim od 1024x768. Aplikacija radi i na manjim rezolucijama ali delovi aplikacije u tom slučaju

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milojević i dr – Eksvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova u predprojektu mini hidroelektrane

prelaze u drugi red pa korisnik mora da povede računa o paramatrima koje unosi kako bi na kraju dobio tačan rezultat. Za izradu aplikacije je korišćen programski jezik JavaScript čije su osnovne funkcije opisane u nastavku. Zatim su dati prikazi ekrana za unos i ekrana koji prikazuju sračunate vrednosti. PROGRAMSKI JEZIK JAVASCRIPT Javaskript je skriptni programski jezik koji se prvenstveno koristi za definisanje funkcionalnosti web stranica na klijentskoj strani. Dinamičan, slabo tipiziran jezik, sa skromnom podrškom za objektno orijentisano programiranje, on zapravo predstavlja implementaciju standarda Ekmaskript.

•

Kordinate merenja dubine xi

•

Dubina korita yi

•

Ubrzanje zemljine teže

•

Gustina vode

Izlazni rezultati su sledeći: •

Visinska razlika h = h1- h2

• Predjeni put vode s – sračunava se kao “Izmerena vrednost merača protoka “ × ”Rotorska konstanta “/ 99999 •

Brzina vode -

•

Srednja dubina korita

•

ANALIZA PRORAČINA

Površina poprečnog preseka rečnog korita

Html MiniHiEnVo koji u sebi ima JavaScript-u koja je namenjena ekviziciji i tretmanu izmerenih parametara vodotokova odnosno sračunavanje potencijala se deli na dva dela: ulazni i izlazni. Ulazni podaci su izmereni i se sastoje od: •

Koordinata vodozahvata Geografska širina vodozahvata Geografska dužina vodozahvata Nadmorska visina vodozahvata h1

•

Geografska dužina turbine Nadmorska visina turbine h2

Dužune cevovoda

• Broj obrtaja na meraču protoka ( navedena jedinica cts/s counts per second odnosno broj obrtaja u sekundi je vrednost koja očitana na meraču protoka sa propelerom) •

Rotorska konstanta – standardna rotorska konstanta je R=26873. Kada su brzine vodotoka male ova konstanta iznosi R=57560.

Zapreminski protok

Koordinata turbine Geografska širina turbine

•

Vreme merenja t

•

Širina korita b

•

Specifična težina vode , gde je - gustina vode a g ubrzanje zemljine teže •

Potencijal vodotoka

•

Površina poprečnog preseka cevovoda Pc – sračunata u zav

•

isnosti od količine vode koja se na vodozahvatu uzima iz rečnog korita

• Prečnik površine

cevovoda

odgovarajuće

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Milojević i dr – Eksvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova u predprojektu mini hidroelektrane

ZAKLJUČAK Ovaj rad predstavlja sublimaciju znanja i umeća koja se stiču na ovom nivou studija. Cilj rada je integracija vizuelnog dizajna sa dizajnom informacija. Ideja rada je da se ekskvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova mini hidroelektrane, kao jednog od obnovljivih izvora energije, lako i brzo predstavi čime se omogućuje brzo odlučivanje o podobnosti lokacije za njihovu izgradnju. Rad ne predstavlja samo interfejs rešenja, već se uspešno integriše sa predstavom informacija kako bi bio prihvatljiv i razumljiv od strane korisnika. Na osnovu teorijske analize kao glavni zadatak u ovom radu je dizajnirana, projektovana i Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

postavljena web aplikacija za sračunavanje potencijala vodotokova. Analizirna je i proveravana upotrebljivost, produktivnost i funkcionalnost kako bi se omogućila validacija ovakvog rada imajući u vidu da izgradnja malih hidroelektrana, na za to povoljnim lokacijama, predstavlja i dobru priliku za investicije iz inostranstva, jer se radi o veoma unosnom i isplativom poslu. Izgradnja malih hidroelektrana bi znatno uticala i na kvalitet snabdevanja električnom energijom. Ovakva aplikacija ima za cilj brzu ekskviziciju i tretman svih potrebnih parametara na terenu u cilju odlučivanja da li na odredjenoj lokaciji ima uslova za izgradnju mini hidroelektrane i ako ima, koja je obnovljiva energija tog vodotoka. 65

M. Milojević i dr – Eksvizicija i tretman izmerenih parametara vodotokova u predprojektu mini hidroelektrane

Ovako uradjena apikacija pruža velike mogućnosti nadogradnje kako u inženjerskom tako i u softverskom delu. Za izradu aplikacije je korišćen programski jezik JavaScript. Html MiniHiEnVo koji u sebi ima JavaScript-u prilagodjen je da veoma lako i brzo omogući korisniku da na osnovu izmerenih parametara vodotokova sračuna potencijal vodotoka. Aplikacija je prilagodjena svim Web browserima i svim rezolucijama monitora većim od 1024x768. Aplikacija radi i na manjim rezolucijama ali delovi aplikacije u tom slučaju prelaze u drugi red pa korisnik mora da povede računa o paramatrima koje unosi kako bi na kraju dobio tačan rezultat. LITERATURA /1/

Č. Mitrović, S.Radojević, D.Bekrić, I.Todić, B.Stojiljković: Studija izvodljivosti obnovljivih izvora energije (mini i mikro hidro-elektrana) korišćenjem energetskog potencijala malih vodotokova u Srbiji, NORDPROJECT Limassol-Cyprus, Beograd,2007,

/2/

Č. Mitrović, S.Radojević, D.Bekrić, M.Milojević: ELABORAT - IZGRADNJA MINIHIDRO ELEKTRANE NA GRAIĆKOJ RECI, Beograd, 2009,

/3/

Č. Mitrović, S.Radojević, D.Bekrić, N.Marković, M.Milojević, M.Ivanović: ELABORAT - IZGRADNJA MINIHIDRO ELEKTRANE NA RESAVI – OPŠTINA DESPOTOVAC, Beograd, 2009,

/4/

Č. Mitrović, Z. Golubović, D. Šešlija,: FILTRACIJA FLUIDA I SEPARACIJA ŠTETNIH MATERIJA KOD VAZDUHOPLOVA, Naučno-stručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu, broj 102005, str. 7-20

/5/

Z. Golubović, Č. Mitrović, M.Stanojević,: O ODRŽAVANJU FILTRCIONIH SISTEMA, Naučno-stručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu, broj 6-2004, str. 49-56

/6/

Č. Mitrović, Z. Golubović, D. Šešlija,: IMPLEMENTACIJA, ZNAČAJ I EFEKTI FILTRACIJE U PRIVREDI, Naučno-stručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu, broj 12-2005, str. 13-20

ESQVIZITION AND TREATMENT OF MESURED WATERWAYS PARAMETERS IN PREDESIGN OF MINI HYDROELECTRIC POWER STATION The aim of this paper is the integration of visual design with the design information.The idea of this paper is that excvisition and treatment parameters measured water-flows mini-hydro, as one of the renewable sources of energy, easy and fast demonstrate which enables fast decision-making about eligibility for their construction sites. As the main task in this paper, is designed, engineered and placed web application for calculating potential of water-flows. It has been analyzed and tested usability, productivity and functionality in order to enable the validation of this work bearing in mind that the construction of small hydro power plants, to the favorable locations, and represents a good opportunity for investment from abroad, because it is very profitable and cost-effective work. Construction of small hydro power plants would significantly effect the quality of electricity supply. This made application offers great opportunities for an upgrade in software engineering and in part. The application is adjusted to all Web browsers and all screen resolutions higher than 1024x768. The application works on smaller resolutions, but parts of the application in this case transferred to the second row and the user must take account parameter that brings the end to get the correct result. Key words: excvisition, mini-hydro electrical machines, renewable energy, software solution. Rad poslat na recenziju: 6.08.2009. godine Rad spreman za objavu: 26.08.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

RESURSI ZAPOSLENIH I KVALITET U ODRŽAVANJU TEHNIČKOG SISTEMA METALOPRERAĐIVAČKE INDUSTRIJE Milorad Gegić, dipl.maš.inž., USS "Beli limovi" d.o.o - Šabac Zaposleni u održavanju, obezbeđuju kontrolisano odvijanje svih procesa na nivou zahtevanog kvaliteta funkcionisanja sistema čija je besprekornost rada osnovni preduslov za visok kvalitet finalnih proizvoda.U ovom radu analizirana je funkcija održavanja fabričkog tehničkog sistema sa aspekta angažovanosti resursa zaposlenih. Analizirani su i neki najčešće identifikovani otkazi. Detalji pojedinih aktivnosti u održavanju posebno su razmatrani. Ključne reči: kvalitet, unapređenje, proces, održavanje

UVOD

RESURSI ZAPOSLENIH U ODRŽAVANJU

Funkcija "Održavanje" predstavlja jedan od ključnih elementa tehničke podrške proizvodno poslovnom sistemu metaloprerađivačke industrije. Složenost strukture funkcionisanja tehničkog sistema ove industrije nameće potrebu za efikasnim održavanjem kao najznačajnijim faktorom ukupnog opsega životnog ciklusa tehničkog sistema. Održavanje predstavlja čitav niz pripremnih i izvršnih aktivnosti na predviđanju, sprečavanju i otklanjanju otkaza na tehnološkoj opremi, odnosno tehničkom sistemu sa ciljem postizanja neophodnog nivoa njegove radne sposobnosti.

Stepen angažovanosti, mesto na domaćem, a najviše na svetskom tržištu, za koje je fabrika početno i bila projektovana i za koje sada najviše i radi u izmenjenoj poziciji svetskih privrednih kretanja i tendencija globalizacije, u najvećoj meri određuju tehnologiju obezbeđenja resursa zaposlenih. Brz tehnički progres u čijoj se osnovi nalazi napredak informatičkih tehnologija, kao i strateška integracija sa United States Steel Corporation, suštinski je promenio okruženje u poslednjih nekoliko godina u odnosu na ono u kojem je fabrika egzistirala od osnivanja 1983.godine pa sve do 2003.godine. Organizacija se veoma brzo prilagodila nastalim promenama.

Održavanje radnih karakteristika u normalnim granicama, sa aspekta novog koncepta kvaliteta, zasnovano je na konceptu preventivnih mera ili akcija, koje će sprečiti pojavu otkaza, odnosno unapred eliminisati uzrok pojave neusaglašenosti u funkcionisanju tehničkog sistema. Ovaj posao je nemoguće efikasno sprovesti bez sposobnih i kompetentnih radnika. Osnovni cilj menadžmenta je da ima najbolje i najkvalitetnije ljude koji će u okviru svojih radnih aktivnosti na održavanju opreme ostvariti najbolje rezultate. U ovom radu izvršićemo analizu dela mera i aktivnosti funkcije "Održavanje" na primeru fabrike USS "Beli limovi" - d.o.o

U sadašnjim uslovima strateškog partnerstva sa USS multinacionalnom korporacijom za proizvodnju čelika, fabrika obezbeđuje sve neophodne resurse za efikasno održavanje tehničkog sistema. Resursi zaposlenih u funkciji "Održavanje", obezbeđuju kontrolisano odvijanje svih procesa na nivou zahtevanog kvaliteta funkcionisanja opreme čija je besprekornost u radu osnovni preduslov za visok kvalitet Belog lima.

Kontakt: Miroslav Gegić USS Beli limovi, Šabac Hajduk Veljkova bb, 15000 Šabac E-mail: gegic@verat.net

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Gegić – Resursi zaposlenih i kvalitet u održavanju tehničkog sistema metaloprerađivačke industrije

Tabela 1. Izvod iz strukture zaposlenih u održavanju sa analizom kvalifikacione strukture

Rukovodilac OJ Održavanje

mašinski inženjer

VSS

Broj izvršilaca 1

Šef odeljenja tehničke pripreme

mašinski inženjer

VSS

Inženjer tehničke pripreme

mašinski inženjer

VSS

4. 5. 6.

Tehničar pripreme

mašinski tehničar

SSS

elektro tehničar ekonomski tehničar

SSS SSS

1 1

R.br.

NAZIV RADNOG MESTA

Tehničar pripreme Referent za zajedničke poslove

Zanimanje

Kvalifikacija

MAŠINSKO ODRŽAVANJE - Mašinska radionica 7.

Šef mašinskog održavanja

mašinski inženjer

VSS

8. 9.

Poslovođa Pogonski inženjer održavanja

mašinski tehničar mašinski inženjer

SSS VŠS

1 1

10.

Izdavač alata

alatničar

VKV

11.

Metalostrugar

metalostrugar

12.

Metaloglodac

metaloglodač

varilac

VKV

varilac

VKV

15.

Majstor specijalista za zavarivanje legiranih čelika Majstor specijalista za zavarivanje cevi pod pritiskom Elektrolučni zavarivač

varilac

16.

Gasni zavarivač

varilac

17.

Mašinbravar

mašinbravar

18.

Regler

mašinbravar

19.

Majstor specijalista za pumpe i kompresore

kompresorista

VKV

20. 21.

Majstor montaže ventila Majstor specijalista za prenosnike

hidrauličar mašinbravar

KV VKV

1 2

22. 23.

Podmazivač

mašinbravar

hidrauličar radnik

KV NKV

1 1

13. 14.

24.

Majstor specijalista za vakum filtere Pomoćni radnik

ELEKTRO RADIONICA 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39.

Šef TJ Elektro održavanje Inženjer slabe struje Inženjer jake struje Poslovođa Majstor specijalista za jaku struju Električar I, Električar II Uklopničar Smenski električar

Kod razmatranja bitnog elementa angažovanja resursa zaposlenih posebno se analizira odnos između već postojeće i potrebne strukture angažovanih radnika u ovoj funkciji. Takođe se analiziraju radna zaduženja zaposlenih iz drugih funkcionalnih celina u fabrici definisana u opisu njihovih radnih mesta. Na osnovu ovih prethodnih pretpostavki utvrđen je plan angažovanja zaposlenih za funkciju "Održavanje" sa dinamikom popune, brojem kvalifikacijama i vrstama zaposlenih. Preispitivanje i obnavljanje resursa zaposlenih u ovoj funkciji uobičajen je postupak rukovo68

elektro inženjer elektro inženjer elektro inženjer elektro tehničar električar električar elektro tehničar električar

VSS VSS VŠS VKV VKV KV, VKV SSS KV

1 1 1 1 2 3+2 1 2

dstva u određenim vremenskim intervalima. Ovaj element je naročito postao bitan nakon ulaska informatičkih tehnologija treće generacije u fabričke hale. One su uslovile potrebu za novim i to specifičnim stručnjacima. Ovakva potreba prinudila je upravu da se okrene strateškom planiranju resursa zaposlenih. Taj pristup zahteva istovremeno uključivanje dva elementa i to: •

planiranje potrebe za zaposlenim na srednje dug i na dug rok, i • planiranje zaposlenih na taj način da oni podržavaju uspeh poslovne politike. Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Gegić – Resursi zaposlenih i kvalitet u održavanju tehničkog sistema metaloprerađivačke industrije

U nastavku, tabelom 1, dajemo izvod iz strukture zaposlenih sa analizom kvalifikacione strukture za funkciju "Održavanje". TEHNIČKO ODRŽAVANJE U FABRICI Fabrika razvija i primenjuje plan i program održavanja infrastrukture u cilju njenog konstantnog ispunjenja zadataka. Pošto je funkcija "održavanje" važan element integralne logističke podrške poslovnom sistemu, koja zahteva aktivnosti razvoja sopstvenih kapaciteta onda ona mora biti ugrađena u integrisani prosesni sistem modela menadžmenta kvaliteta u skladu sa ISO 9001:2000 standardom, kojim ova fabrika raspolaže prema sertifikatu od 2002.g. Tehnički sistem fabrike projektovan je tako da, pored zadovoljenja performansi za proizvodnju, bude pogodan za kvalitetno održavanje. Smanjenje, ili čak, gubljenje radne sposobnosti tehničkog sistema u eksploataciji proizilazi iz najrazličitijih uzroka koji utiču na početne parametre, izazivajući habanje, deformaciju, lomove, koroziju i druga oštećenja elemenata opreme. Ako je stanje sistema takvo da je vrednost bilo kog parametra sposobnosti tehničke funkcije narušeno, odnosno da ne odgovara zahtevima propisanim u tehničkoj dokumentaciji, onda takav sistem smatramo nesposobnim za rad. Radna sposobnost sistema može biti obnovljena u toku održavanja ili se pak, konstatuje da je obnova funkcionisanja kroz proces održavanja ekonomski neopravdana sa aspekta, vremena i sredstava. Uloga upravljanja kvalitetom u održavanju je da vrši merenja po programima i dokumentaciji funkcije "održavanje", zatim da prikuplja podatke koje nakon obrade dalje prosleđuje i dostavlja top menadžmentu. U okviru ovoga podrazumeva se i davanje predloga za naredne korake za promenu stanja odnosno kontinualnog unapređenja procesa. Kontrola kvalaiteta u funkciji "održavanje" obuhvata sledeće zadatke:

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

• • • • •

pregled geometrijske tačnosti delova, prijem i kontrola tačnosti izrade delova, prijem izvršenih postupaka održavanja, statistički nadzor nad procesom, analiza otkaza, analiza uzroka i posledica.

U fabrici "Beli limovi" d.o.o–Šabac uglavnom se primenjuju dva modela održavanja i to: • •

preventivno održavanje (prema stanju), tekuće održavanje (nakon otkaza).

Tekuće održavanje je takav oblik održavanja koji se obavlja prema načelu kvar-popravak.. Najcešce je hitnog karaktera pa se otklanja samo kvar koji sprečava nastavak proizvodnje. Drugi kvarovi koji prate osnovni kvar ili koji su zbog njega nastali, a koji ne utiču na nastavak proizvodnje otklanjaju se kasnije - za vreme mirovanja mašine ili opreme. Dakle, kada govorimo o oblicima tekućeg održavanja, uvek mislimo na efikasnost otklanjanja iznenadnih odnosno neke vrste neplaniranih otkaza Dodatni problem, neplaniranih otkaza, nastaje u momentu kada na skladištu ne postoji odgovarajući rezerni deo. U takvim slučajevima problem se rešava: "Nalogom za hitnu nabavku", ili hitnim nalogom za izradu novog dela u fabričkoj radionici. I jedan i drugi slučaj nepovoljno deluju na kompletni organizacioni procesni sistem. Rezerni delovi za elemente sklopova koji su statističkom analizom ocenjeni kao kritični u svakom momentu se mogu zameniti istim takvim sa fabričkog skladišta. Dakle ovde je problem neuobičajeni otkaz izazvan nepredvidivim nasilnim lomom mašinskog sklopa ili dela, zatim tu su i neuobičajeni otkazi funkcionisanja modula na hidrauličnim instalacijama, otkazi na izmenjivačima toplote, otkaz pumpi, reduktora, prestanak energetskog napajanja, nepredvidivi otkazi na mašinama alatkama itd.

M. Gegić – Resursi zaposlenih i kvalitet u održavanju tehničkog sistema metaloprerađivačke industrije

Slika 1. Dijagram toka procedure "Tekuće održavanje"

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Gegić – Resursi zaposlenih i kvalitet u održavanju tehničkog sistema metaloprerađivačke industrije

PLANIRANJE ODRŽAVANJA Planiranje održavanja je proces definisanja svih događaja i postupaka koji su neophodni ili utiču na optimalnost procesa održavanja, a uz primenu odgovarajućih sredstava i metoda. Planiranje aktivnosti održavanja u fabrici se izvodi preventivno održavanje ili održavanje nakon otkaza. Kada se radi o održavanju nakon otkaza aktivnosti planiranja se odnose na dva slučaja i to: • •

intervencija na otkazu se može odložiti, na skladištu ne postoje odgovarajući rezerni delovi.

Cilj planiranja održavanja je: 1) Ostvarivanje maksimalnih proizvodnih učinaka, smanjenje troškova, povećanje kvaliteta i efektivnosti tehičkog sistema. 2) Ravnomerno opterećenje proizvodnih mesta sa aspekta troškova. Planiranje održavanja obuhvata: • • • • • • •

plan i program održavanja, tehnologiju održavanja, normative rezervnih delova i materijala sa planom potrebnog alata i pribora, tehničku dokumentaciju, plan supstitucije uvoznih rezervnih delova, finansijsko planiranje održavanja, i praćenje ponašanja tehničkog sistema.

Program održavanja, sadrži opis logike svih oblika održavanja, uključujući grajevinsko i elektro-održavanje, kao i opis verifikacije funkcionisanja svakog elementa obuhvaćenog programom održavanja. Sam tok proceduralnih aktivnosti korektivnog održavanja u ovoj fabrici dat je dijagramom toka na slici 1. ANGAŽOVANJE UGOVORNOG IZVOĐAČA RADOVA Ponekad je otkaz takav, da fabrička služba nije u stanju da ga otkloni, pa se angažuje ugovorna organizacija izvan fabrike. Održavanje opreme i mašina se ovim organizacijama poverava delimično ili u potpunosti što pre svega zavisi od oblika otkaza. i u jednom i u drugom slučaju izbor isporučioca ovakvih usluga se obavlja prema utvrđenim procedurama. Ovo naravno, izaziva određeni vremenski zastoj i gubitke u tehnološkom procesu. U zavisnosti od tipa i dela postrojenja nad kojim je potrebno izvršiti intervenciju, odnosno od Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

vrste otkaza, ugovorna organizacija garantuje početak radova u vremenskom periodu od 24 do 48 sati nakon prijema naloga. Precizniji rok formuliše se predugovorom. Poslovi i aktivnosti ovog izvođača radova obuhvataju: • • •

blagovremeni dolazak, analizu otkaza, pomoć pri nabavci rezervnih dijelova ako ih nema na fabričkom skladištu, • proveru kvaliteta komunikacijske mreže na delu opreme mesta otkaza, • intervenciju, i • puštanje postrojenja u pogon. Ugovorni izvođač radova mora uvek raspolagati sopstvenom opremom za otklanjanje otkaza. NEKI OZBILJNI OTKAZI NA SISTEMU Otkaz funkcionisanja elemenata na postrojenjima hidraulične instalacije može, ponekad, izazvati celodnevne prekide funkcionisanja procesa. Zbog toga se svakodnevno, u preventinom smislu, vrši provera nivoa radnog fluida hidrauličnih rezervoara, odmah saniraju mesta na kojima se vizuelno utvrdi kapanje uljne tečnosti, ispituje rad hidrauličnih mašina u praznom hodu i vrši provera radnog pritiska. Veoma retko ili nikako, na licu mesta, obavlja se zamena pojedinačnih elemenata na hidrauličnim pumpama, ovaj posao se radi samo u fabričkoj radionici. Dakle, odmah se vrši zamena kompleta hidraulične pumpe na instalaciji. Održavanju sistema za prečišćavanje otpadnih voda poklanja se poseba pažnja. Zakonski propisi i regulative vezani za zaštitu životne sredine su sve zahtevniji. Posebna pažnja se poklanja održavanju merno regulacione opreme (MRO) separacionog sistema otpadnih voda. Ova oprema ima naročitu važnost na pozicijama crpnih stanica, rasteretnih preliva, kolektora i retenzionih bazena. Dijagnostička MRO se postavlja na dovodu otpadne vode i na odvodu prečišćene vode. Paralelno ovom sistemu obavljena je instalacija MRO za nadgledanje proticanja primarnog i recikliranog mulja. I jedna i druga je otporna na vlagu, temperaturu i koroziju a istovremeno je podesna za održavanje. Dijagnostička oprema, na sistemu za održavanje i nadgledanje prečišćavanja otpadnih voda koja je instalirana poslednjih godina, sadrži merače, sonde i senzore odnosno elektronski i kompjuterski sistem za prenos, priku71

M. Gegić – Resursi zaposlenih i kvalitet u održavanju tehničkog sistema metaloprerađivačke industrije

pljanje i obradu podataka. Na takvom sistemu se redovno programira učestalost merenja.

Instalirani su novi senzori za toplotno nadgledanje sa jedne pozicije u procesu.

Dakle na taj način kompletna dijagnostička oprema montira se direktno na mernom mestu sa kojeg se podaci prikupljaju na disku. Obrada podataka vrši se posebnim softverom. Na osnovu programiranih funkcija upravlja se održavanjem ovog sistema.

Ovo je ponovo pružilo velike mogućnosti za prenos, prikupljanje, memorisanje, obradu i vizuelno pokazivanje mernih podataka. Za ovu namenu razvijen je poseban softver. Time je uspostavljen potpun nadzor kontrolnih jedinica na mernim mestima. Rezultat ovih aktivnosti je bitno smanjenje ili čak eliminacija otkaza zbog pregrevanja spojnih elemenata na energetskim postrojenjima.

U cilju održanja parametara ispravnog funkcionisanja merne opreme preduzimaju se sve neophodne mere za njeno odgovarajuće održavanje. U tom cilju izvodi se čitav niz aktivnosti koje se odnose na čišćenje, kontrolu, kalibraciju, servisiranje i prikupljanja podataka vezanih za rad opreme. Merači protoka kalibrišu se na mestu ugradnje. Ovim se postiže verifikacija specificiranih performansi i uspostavljaju polazni parametri za budući nadzor ove opreme. Povremenu kalibraciju vrši i tim sastavljen od ljudi koje određuje i sam proizvođač merne opreme. Ovim se postiže dopunska verifikacija ispravnog funkcionisanja ugrađene opreme. ZNAČAJNIJI OTKAZI NA ELEKTRO ENERGETSKOM SISTEMU Što se tiče podprocesa koji se odnosi na funkciju elektroodržavanja osnovni pokazatelj kvaliteta sistema je obezbeđenje kontinuiteta isporuke električne energije. Prekid isporuke na pojedinim potrošačima izaziva veće ili manje štete. Međutim ovaj prekid može biti veoma nepovoljan po samog potrošača na poziciji u procesu. I pored značajnih sredstava uloženih u dijagnostičku opremu, tokom poslednjih godina, za otkrivanje kvarova u ranoj fazi ponekad se dese havarijski otkazi. U takvim slučajevima dolazi do oštećenja većeg broja elemenata u neposrednoj blizini, a otklanjanje otkaza može potrajati ceo dan. Statističkom analizom otkaza na elektroopremi otkriveni su elementi čija je pouzdanost najniža. Uglavnom se radi o spojnim mestima na postrojenjima koji su izloženi pregrevanju.

Mada su kvarovi na energetskim instalacijama relativno česti, na ovom mestu pomenućemo još samo onaj na glavnim transformatorima jer su takvog tipa da mogu izazvati lančane havarijske otkaze. Naime ponekad se desi da dođe do proboja električnog luka, kroz papirno uljnu izolaciju u unutrašnjost transformatora. Gasovi, koji se tom prilikom razvijaju, izazivaju takozvane "eksplozije" što dovodi do pucanja porcelanskog kućišta. U tom slučaju moguće je oštećenje i susedne opreme od razletelih delova. Ponovno uspostavljanje napajanja, nakon otklanjanja otkaza na energetskim instalacijama u fabrici, ne sme dovesti do opasne situacije. Ovde se vodi računa o sledećim bitniom principima: • • • •

oprema i mašine se ne smeju nepredviđeno pokrenuti, ni jedan pokretni element na opremi ili mašini ne sme biti izbačen kod startovanja, svi zaštitni uređaji na opremi moraju ostati potpuno aktivni, i zabranjeno je sprečavanje zaustavljanja mašine ako je već izdat nalog za njeno zaustavljanje.

Tu bi još trebalo dodati, da prilikom ponovnog uspostavljanja napajanja na sistemu, odgovorno lice angažovano u pogonu sa glavnog upravljačkog položaja osigurava da na opasnim pozicijama nema zaposlenih radnika. Pregled i analizu nekih otkaza na elektroopremi dajemo u nastavku tabelom 2.

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Gegić – Resursi zaposlenih i kvalitet u održavanju tehničkog sistema metaloprerađivačke industrije

Tabela 2. Pregled značajnijih otkaza evidentiranih u fabričkoj službi elektroodržavanja OTKAZ

Prekid napajanja

ELEMENT

UZROK OTKAZA

EFEKAT

DIJAGNOSTIKA

MERA

Izolatori

Oštećenje izolacije

Ispad sistema i preopterećenje

Merna oprema Vizuelna kontrola

Zamena izolatora

Provodnici

Postavljanje previše blizu objekta.

Ispad i preopterećenje

Vizuelna kontrola

Zamena

Visokonaponsko postrojenje

Oštećenja priključaka. Ćelijska oprema

Ispad sistema

Kontrola priključaka. Pregled opreme.

Zamena

Transformator 6/04 kw 160KVA

Izolatori VN i NN Dehidratori vazduha

Ispad sistema

Vizuelna kontrola

Niskonaponsko razv. postrojenje 0,4 kw

Oštećenje priključaka

Prekid rada

Signalne sijalice

Merni transformator

Proboj električnog luka kroz papirno uljnu izolaciju unutar transformatora.

Oštećenja susedne opreme usled eksplozije kućišta.

Specijalna merna oprema. Vizuelna ispekcija.

Remont u radionici i zamena kućišta

Energetski transformator

Proboj izolacije u sudu transformatora

Veliki. Bez napajanja više dana.

Vizuelna kontrola

Remont u fabrici transformatora

Odvodnik prenapona

Vlaga u porcelanskom kućištu i unutrašnji proboj

Oštećenja okolne opreme

Vizuelna kontrola

Zamena

Elektromotori pumpi za podm.

Pregorevanje usled preopterećenja

Prekid podmazivanja

Merna oprema

Elektromotori reduktora

Iskakanje sigurnosne sklopke ili pregrevanje

Prekid rada

Vizuelna kontrola Merna oprema

Revizija ili premotavanje Pregled lokalne komande

Provodnici

Kidanje provodnika u užetu zbog starenja.

Povećan otpor i gubici

Merenje napona

Popravka ili zamena

Stezaljke

Slabljenje spoja zbog starenja

Povećan otpor i gubici

Vizuelna kontrola

Zamena ili čišćenje

Uzemnjenje

Velik otpor rasprostiranja

Rizik od nezgode

Merenje otpora

Popravka ili zamena uzemljivačkog sistema

Indikatori temperature

Pov. otpor kontaktnog spoja

Pregrevanje

Specijalna merna oprema.

Baždarenje indikatora

Elektronske kartice za sign.

Otkaz signalnih komponenti

Blokada

Merna oprema

Kontrola ili zamena EKS

Transmiteri za mer.nivoa vode

Vlaga

Prekid dotoka iz rezervoara za vodu

Merna oprema

Baždarenje transmitera

Termoparovi na gasovodu

Neispravni spojevi

Prekid snabdevanja

Elektromotori

Povećani gubici u prenosu

Smanjenje bezbednosti

Sistem elektronskih komponenti

Propelerni nivometar Elektronski davač ugla Spoljna elektronska oprema

Elektro-korozija kontaktnih spojeva Povećani pritisak gasa

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Atmosfersko pražnjenje

Prekid rada dozatora Otkaz duvaljke za gas Otkaz elemen. dijagn. opreme

Vađenje i vizuelni pregled Vizuelna kontrola Merna oprema Merna oprema

Čišćenje izolat. Pregled dehidrat. Kontrola priklj. Čišćenje opreme

Čišćenje spojeva ili zamena Revizija na bunkeru Baždarenje davača ugla Prenaponska zaštita

M. Gegić – Resursi zaposlenih i kvalitet u održavanju tehničkog sistema metaloprerađivačke industrije

Nastavak tabele 2. RADNO UPUTSVO ZA POPRAVKU MAŠINE PODACI O MAŠINI ZA REMONT - Univerzalni strug PA Proizvođač

Model

ØA (mm)

LA (mm)

ØB (mm)

POTISJE

PA 810 260 610 631.P Sklop ili deo na mašini: Poprečni klizač suporta US PA 631.P Zahvat

Tehnički uslovi

ØC

ØK

(mm)

2000

400

2000

800

P(kw) 11

Q (kg) 3000

QMS dokument: RU. *******

Nalog za rad: RN. *******

Alati i pribori, merni alati

Način kontrolisanja

Priprema brusilice PB - 01.60 LŽTK

Mašinu pripremiti za ravno brušenje prema uobičajenom postupku.

Lončasto tocilo Magnetni stezni pribor.

Postavljanje lončastog tocila izvršiti predviđenim alatom. Izvršiti proveru magnetnog steznog pribora, odnosno radnog stola.

Izvršiti čišćenje kontaktne površine klizača suporta.

Priprema površine mora biti takva da se eliminišu uočljive izbočine.

Turpija, petrolej, krpa ....

Izbočine na pripremanoj površini ne smeju dodirivati kontrolne letve.

Postavljanje klizača na radni sto brusilice.

Staze klizača moraju biti paralelne kretanju radnog stola brusilice. Odstupanje: max 0.03 mm

Komparator

Komparator postaviti na nepokretni deo mašine. Merni vrh komparatora mora dodirivati neoštećenu površinu klizne staze.

Stezanje elektromagnetom na brusilici. Kontrola položaja kliznih staza.

Kontrolisati dopušteno odstupanje

Magnetni sto Komparator

Komparator postaviti na nepokretni deo mašine. Merni vrh komparatora mora dodirivati neoštećenu površinu klizne staze.

Brušenje horizontala prizmi klizača.

Hrapavost površine N4

Koturasto tocilo

Dubina brušenja mora biti 10% veća od maksimalne veličine istrošenosti.

Zamena brusnog alata na brusilici.

Tocilo sa profilom lastinog repa

Brušenje profila lastinog repa na prizmi klizača

Hrapavost površine N4

Otpuštanje i okretanje klizača. Ponovno postavljanje i stezanje.

Staze klizača moraju biti paralelne kretanju radnog stola brusilice. Odstupanje: max 0.03 mm

Promena alata na brusilici. Brušenje gornje površine klizača.

Dubina brušenja mora biti 10% veća od maksimalne veličine istrošenosti. Komparator

Lončasto tocilo Dubina brušenja mora biti 10% veća od maksimalne veličine istrošenosti.

Hrapavost površine N4

Skidanje i odlaganje klizača

Standarna kontrolisanja nakon postupka MO

Čišćenje mašine

Predviđenim priborom za čišćenje

Montaža poprečnog klizača suporta: US PA 631.P

Koristiti uobičajen alat za montažu

Poravnati klizač na radnom stolu.

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Gegić – Resursi zaposlenih i kvalitet u održavanju tehničkog sistema metaloprerađivačke industrije

NEKE UOBIČAJENE AKTIVNOSTI REMONTA OPREME Svi proizvođači opreme daju uputstva o vrstama i učestalostima pregleda i održavanja. Istovremeno posebno se opisuju elementi na pozicijama koji su izloženi trošenju kao i kriterijumi za njihovu zamenu. Ako i pored toga dođe do njihovog loma, pucanja, raspadanja odnosno razaranja pokretni elementi su montirani tako da detalji opreme na samoj mašini zadržavaju njihovo razletanje. Radno uputstvo za popravku je dokument QMS-a, prema kojemu se izvode radovi u održavanju, odnosno intervencije na mašini. Ono se istovre-meno može opisati i kao delimični tehnološki postupak popravke. Uz redosled i listu radnih operacija i zahvata u ovom dokumentu navedeni su tehnicki uslovi koji se moraju zadovoljiti prilikom obavljanja određenih radnih zahvata, potrebni alati i pribori, ali je istovremeno opisan i način rada i kontrole. Konkretan izgled jednog radnog uputstva za popravku elementa suporta na univerzalnom strugu "POTISJE" PA631.P, dajemou nastavku.

Posebna pažnja se poklanja zaštiti zaposlenih na radu. Pre svega se vodi računa da se mesto intervencije nalazi izvan opasnog područja, a otkaz otklanja dok mašine i oprema miruju. Ako zbog kontinuiteta procesa mašine nije moguće zaustaviti ili njihovo zaustavljanje povlači velike troškove, onda se u tom slučaju intervencija izvodi samo ako je ona bez rizika po servisera odnosno reglera. Veći deo opreme je automatizovan pa je fabrička služba održavanja montirala takozvanu "spoljnu" dijagnostičku opremu za detektovanje otkaza na sistemu. Otkaz funkcionisanja dijagnostičke opreme može, takođe, izazvati celodnevne zastoje. Gubitak samo jednog radnog dana ili čak smene, u uslovima sadašnjeg poslovanja, povlači znatne dodatne troškove. Iz tog razloga neophodno je dalje razvijati različite modele za analizu otkaza kako bi se u budućnosti što efikasnije predvidelo ponašanje kompletnog sistema i smanjila verovatnoća pojave zna-čajnijih, učestalih ali i neplaniranih otkaza.

ZAKLJUČAK

LITERATURA

Prilikom pripremanja aktivnosti na otklanjanju otkaza, od suštinske važnosti je poznavanje i prepoznavanje sposobnosti, raspoloživosti i efikasnosti zaposlenih u okviru ove funkcije. Sposobni, motivisani i dobro obučeni timovi za intervenciju na svakom otkazu, veoma smanjuju verovatnoću potrebe za angažovanjem ugovornog izvođača radova.

/1/ Grozdanovski A., Uticaj organizacije održavanja na pouzdanost Naučno-stručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu 2007, br. 17, str. 33-38

Eliminacija ugovornih izvođača radova istovremeno znači i veći profit ostvaren snagom sopstvenih resursa kojim je fabrika raspolagala od samog osnivanja. Poslovi su dobro planirani, organizovani i vođeni. Zadatak planiranja je da, pre svega, omogući dobru pripremu posla interventnim ekipama, a obuhvata i proveru obavljenih aktivnosti u održavanju. Planom se određuje sadržaj po-slova i prioriteta, identifikuju potrebni alati i materijali, definišu zahteva bezbednosti, veličina grupe za intervenciju i potrebne kvalifikacije u grupi. Na kraju se ovim planom određuje vreme potrebno za izvršenje poslova u održavanju. Dakle ovoj funkciji, koja u sadašnjim uslovima primarno održava kontinuitet proizvodnje, se poklanja naročita pažnja. Istovremeno ona je jedna od onih koja u fabrici zapošljava najviše radnika. Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

/2/ Dragan D. Milanović, Dejan D. Ranđić, Ljiljana D. Ristić Izbor menadžera održavanja primenom sistema za podršku odlučivanju, pouzdanost Naučno-stručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu 2007, br. 18, str. 7-12-38 /3/ M. Todosijević, A. Marić, Lj. Đorđević, S. Gligorijević Radna sposobnost mašina i njihovo održavanje , pouzdanost Naučnostručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu 2005, br. 9, str. 43-48 /4/ Z. Lajter, Prilog istraživanju i razvoju sistema kvaliteta u procesnoj industriji, Institut za industrijske sisteme - Novi Sad, Novi sad, 2000.g. /5/ Ž. Zarić OUTSOURCING – gde je granica?, pouzdanost Naučno-stručni časopis Istraživanja i projektovanja za privredu 2007, br. 9, str. 35-42 /6/ *** : Upravljačka dokumentacija fabrike USS "Beli limovi" d.o.o - Šabac, Šabac 2005. 75

/7/

*** : Dokumentacija "QMS-a" i "EMS-a" fabrike USS "Beli limovi" d.o.o Šabac, Šabac 2005.

/8/ *** : Tehničko tehnološka dokumentacija fabrike ZORKA "Alatnica" - Šabac, Šabac 1996. /9/ *** : Tehničko tehnološka dokumentacija fabrike ZORKA "Energetika" Šabac, Šabac 1997. /10/ *** : Tehničko tehnološka dokumentacija fabrike ZORKA "Obojena metalurgija" - Šabac, Šabac 1998. /11/ http://www.newmoment.com/uss/units/ /12/ http://www.raos.hr/loctite.html EMPLOYEES RESOURCES AND QUALITY IN MAINTAINING OF TECHNICHAL SYSTEM IN METAL-RAFINERY INDUSTRY Employees in maintaining are ensuring controlled officiating of entire process on the level of demanding quality of system functioning whose impeccable work is the main precondtion of high quality of the final products. In this ploy is analyzed the function of maintaining in manufactory technical system from the aspect on engagement of employees recourses. Some of the most usual redundancies are also analyzed. Some details of several activities in maintaining are especially considered. Key words: quality, advancement, process, maintenance Rad poslat na recenziju: 12.06.2009. godine Rad spreman za objavu: 07.07.2009. godine

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

PRORAČUN RAZMENE TOPLOTE GEOTERMALNIH VODA JOŠANIČKE BANJE U REALIZACIJI PILOT-PROJEKTA PLASTENIKA Prof. dr Milan Barać Fakultet tehničkih nauka Kosovska Mitrovica Univerziteta u Prištini Prof. dr Nikica Vitas Fakultet tehničkih nauka Kosovska Mitrovica Univerziteta u Prištini U radu je istražen i opisan potencijal geotermalnih izvora Jošaničke banje. Termalna voda ispitivana je u laboratorijama IHTM-a u Beogradu. Metode ispitivanja detaljno su date u eksperimentalnom delu, gde su prikazani i dobijeni rezultati. Za potrebna razvojna istraživanja izgrađen je pilot-projekat plastenika. Da bi se to izvelo neophodno je uraditi materijalni odnosno energetski bilans. Izveden je detaljan proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji njene primene. U samoj primeni izvršeno je praćenje, analiziranje i optimizacija pilot-projekta u eksploataciji. Korišćenje geotermalnih voda Jošaničke banje, dakle, predstavlja bitan uslov budućeg razvoja Raškog regiona, a posebno-naročito same Banje. Ključne reči: geotermalna energija, razmena toplote, banja, plastenik, zagrevanje UVOD Srbija je po rezervama primarne energije oko šest puta siromašnija u odnosu na svetski prosek. Zato se sve više posvećuje pažnja racionalnijem i ekonomičnijem korišćenju nekonvencionalnih izvora energije. Istraživanje i razvoj novih tehnologija omogućavaju bolje korišćenje raspoložive obnovljive energije u koje spada i geotermalna energija. Primena geotermalne energije, predstavlja dakle, u savremenom svetu jednu od perspektivnih energetskih, ekonomskih i ekoloških delatnosti. Jošanička banja odnosno njena izvorišta geotermalne vode spadaju među značajnije u Srbiji. Imaju dužu primenu u balneološke svrhe, ali nedovoljno u ostalim mogućim oblastima. Postoje dva lokaliteta ovih voda sa izuzetnim prirodnim mogućnostima. Izvorišta su veoma povoljna sa dobrim fizičko-hemijskim karakteristikama vode. Izdašnost glavnog izvora je 15 l/s, izlazna temperatura 78 0C, a toplotna snaga 3,64 MW. Geotermalni potencijal Jošaničke banje je veoma pogodan lokalitet za niskotemepraturne toplotne potrebe. U domenu korišćenja geotermalne vode do Kontakt: Prof. dr Milan Barać Fakultet tehničkih nauka Kosovska Mitrovica Kneza Miloša 7, 38220 Kosovska Mitrovica E-mail: barac_nemanja@yahoo.com

1000C ključno mesto pripada njihovoj upotrebi u poljoprivredi i komunalnoj energetici. Korišćenje geotermalnih voda Jošaničke banje za grejanje plastenika predstavlja praktično njen novi način korišćenja, novo korišćenje energije ovih voda, novi proces proizvodnje povrća u ovom podneblju. Zato je bilo potrebno izvršiti razvojna istraživanja sa projektovanjem i izgradnjom demonstracionog sistema. Da bi se to izvelo prethodno je urađen proračun materijalnog odnosno energetskog bilansa. U završnoj fazi realizacije vršeno je praćenje, analiziranje i optimizacija demonstracionog sistema u eksploataciji. KARAKTERISTIKE GEOTERMALNIH VODA JOŠANIČKE BANJE Poslednjih decenija vršena su izvesna istraživanja ovog područja. Tako je Geoinstitut iz Beograda u periodu 1978 – 1991. god. vršio geološka, hidrogeološka i geotermička ispitiva-nja ovog lokaliteta. Takođe, Institut za rehabilitaciju – Beograd analizirao je 1995. god. vodu sa glavnog izvora kod banjskog kupatila i pri tome su dobijeni rezultati prikazani u Tabeli 1. /1/. Na osnovu ovih ispitivanja, voda ovog izvora svrstana je u oligomineralnu, hipertermalnu i smatra se da ima veliku balneološku vrednost. /1/

Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, Beograd. Sva prava zadržana Istraživanja i projektovanja za privredu 25/26-2009

M. Barać i dr- - Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika

Tabela 1. Svojstva vode Jošaničke banje

Svojstvo Temperatura vode Boja (po Pt-Co skali) Mutnoća rN Sadržaj natrijuma Sadržaj bikarbonata Ukupna mineralizacija Suvi ostatak, na 1800C

TEORIJSKI DEO

Veličina, jedinica 77 0C 1 2,0 NTU 8,9 77,8 mg/l 52,8 mg/l 260 mg/l

Korišćenje geotermalnih voda

220 mg/l

Dosadašnja hidrogeološka istraživanja potvrđuju da ovaj lokalitet raspolaže znatnim količinama geotermalne vode visokog kvaliteta: a. Izvori u samoj Banji, koji sa mogu da obezbede min. količinu od 15 l/s sa t = 60 – 780C; b. Iz bušotina dubine 121–394 m u banjskom parku izdašnost 4 izvora je 38 l/s sa t = 76 – 800C; c. Na lokalitetu Slanište, 2 km nizvodno od Banje, istraživanja nisu završena, ali se procenjuje da je izdašnost ovih izvora 20 l/s sa 380C.

Po svojim fizičko-hemijskim karakteristikama geotermalne vode mogu biti veoma različite. Njihove temperature se kreću u širokom rasponu 30 – 200 0C pa je i raznovrstan stepen njihovog korišćenja. Ranije je njihovo osnovno korišćenje bilo za balneologiju, rekreaciju, turizam i eventualno za grejanje stambenih zgrada. Poslednjih decenija došlo je do znatnog proširenja finalnih korisnika geotermalnih voda, a samim tim i do povećanja potrošnje istih. Način korišćenja geotermalnih voda ne zavisi samo od njene temperature i fizičko-hemijskih svojstava nego i od specifičnosti lokalnih potreba i mogućnosti regionalne privrede. U Tabeli 2. prikazane su mogućnosti korišćenja geotermalnih voda u zavisnosti od njihove temperature. Vidimo da voda Jošaničke banje ima veoma široko područje korišćenja za intenziviranje proizvodnje raznih prehrambenih proizvoda.

Tabela 2. Područja primene geotermalnih voda Jošaničke banje zavisno od temperature PODRUČJE PRIMENE GEOTERMALNIH VODA

Temperatura (0C) 50 60 70

100

POLJOPRIVREDA - Sušenje poljoprivrednih proizvoda - Grejanje staklenika: - grejanje tla - grejanje vazduha - Gajenje gljiva - Gajenje riba - Gajenje algi GREJANJE ZGRADA - Radijatorski sistem - Panelni sistem - Topla sanitarna voda - Upotreba toplotnih pumpi - Klimatizacija Metalna vrata Metalne podužne cevi

Slika 1. Kostur plastenika u Jošaničkoj banji

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Barać i dr- - Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika

•

Opis plastenika Plastenici su savremeni oblici zaštićenog prostora. Tipski plastenik kakav je izgrađen u Jošaničkoj banji je ustvari nešto korigovani poluvisoki tunel sa nosačima utisnutim u betonske stope. Noseća konstrukcija je od aluminijumskih profila koji su otporni na atmosferske uticaje. Pored osnovnih elemenata prostora plastenika (noseća konstrukcija, pokrivač, sistem za provetravanje, zagrevanje, navodnjavanje, dopunsko osvetljenje) za punu proizvodnju potrebno je mnogo pomoćnih materijala (konstrukcija za vezivanje, alati, sadiljke, motike, ašovi, grabulje itd.). Čvrstina objekta – plastenika uslovljena je oblikom krova i elastičnošću materijala kojim je pokriven. Kod polukružnih oblika krova uz optimalnu zategnutost folije, vetar sklizne sa površine i ne razdire plastiku. Vrata na plastenicima su postavljena sa prednje i sa zadnje strane i služe za provetravanje. Za proizvodnju u plastenicima potrebno je obezbediti maksimalnu proizvodnu površinu kao i staze za rad i komunikaciju. Uslovi u plasteniku i njihovo regulisanje Prema potrebama za toplim vazduhom, povrće delimo na sledeće grupe:

•

toploljubive vrste: paprika, paradajz, krastavac, lubenica, za čiji porast je optimalna temperatura 22 – 25 0C; grupa sa srednjim zahtevom za toplotom: crni i beli luk, mrkva, cvekla, peršun, spanać, salata, sa optimalnom temperaturom za rast 16 – 19 0C; grupa sa najmanjom potrebom za toplotom: kupusnjače, rotkva, repa, sa optimalnom temperaturom za rast od 130C.

U vreme nicanja, cvetanja, obrazovanja i zrenja plodova i semena, za sve vrste povrća potrebna je za 3 – 4 0C viša temperatura od navedenih (Tabela 3.). Pri temperaturi većoj ili manjoj za 70C od optimalne biljke zaustavljaju svoj razvoj, a za 140C zaustavljaju rast. Za najveći broj vrsta temperatura zemljišta treba da je za 3 – 40C niža od temperature vazduha. Za povrće je nepovoljno naglo povećanje ili smanjenje temperature. Optimalno je da se temperatura poveća ili smanjuje za 2 – 3 0C u toku jednog sata. Noćne temperature kao i temperature oblačnih dana treba da su za 3 – 5 0C niže od dnevnih temperatura, odnosno temperatura u toku sunčanih dana. Dobar odnos temperatura omogućava povoljan bilans fotosinteze i desimilacije (nakupljanja i trošenja organske materije).

Tabela 3. Potrebna temperatura za različite vrste povrća

Vrste i faza razvoja Paradajz, paprika -period rasta do obraz. plodova -period zrenja Krastavac, lubenica -period rasta do obraz. plodova -period zrenja Salata Rotkvica Crni luk

Optimalna temperatura vazduha (0C)

Noć

Temperatura vazduha (0C) Maksimalne Dan Jesen-zima Proleće-leto

Minimalne

Jesen-zima

Proleće-leto

18+3 20+4 16+2

18+3 22+3 22+4

18 20 22

22 25 20

26 28 30

10 10 8

21+3 22+4 22+4 12+4 10+4 18+4

22+3 24+4 26+4 16+4 12+4 20+4

22 22 24 12 10 18

26 30 32 20 16 18

28 33 38 25 18 20

12-15 12-15 12-15 2 5 1

Sistem za zagrevanje Izbor, odnosno sistem za zagrevanje, se planira u zavisnosti od vrste i konstrukcije objekta, cilja proizvodnje, vrste biljaka i klimatskih uslova. Za izračunavanje potrebne energije treba uzeti u obzir optimalnu temperaturu za grejanje Istraživanja i projektovanja za privredu 25/26-2009

toploljubivih vrsta (22 – 25 0C) i tako se osiguravaju uslovi za grejanje većeg broja vrsta u dužem vremenskom periodu. U Jošaničkoj banji toplija voda (60 – 78 0C) koristi se za banjsku terapiju u kupatilima i u urbanizovanom naselju. Voda koja je već korišćena u banjskim kupatilima može da se 79

M. Barać i dr- - Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika

koristi za plastenike, u skladu sa urbanističkim planom naselja, jer je prostorno ograničena izgradnjom objekta. Geotermalna voda koja se koristila za grejanje osnovne škole u Jošaničkoj banji izlazi iz grejnog sistema sa temperaturom 60 0C. Ova već korišćena voda upotrebljava se za grejanje plastenika, projektovanog kao pilot-postrojenje. Plastenik je izgrađen u obliku elipse spoljnih dimenzija 15,70 x 5,50 x 1,50 m, odnosno površine 90 m2, zapremine 122 m3, od polietilenske folije debljine 0,04 mm i 0,15 mm (unutrašnji i spoljašnji deo). Plastenik se koristi za uzgajanje povrtarskih kultura (paprika, paradajz, krastavac, salata) u periodu od početka marta do kraja novembra.

Materijali i metode Termalna voda Jošaničke banje ispitivana je u laboratorijama Instituta za hemiju, tehnologiju i metalurgiju (IHTM) u Beogradu. Dobijeni rezultati prikazani su u tabelama 4, 5 i 6. Temperatura vode na glavnom izvoru iznosi 780C. Voda je blago alkalna sa značajnim sadržajem natrijuma, bikarbonata, karbonata, sulfata i silicijumdioksida. Ali, ima i izvesne sadržaje kalijuma, litijuma, stroncijuma i rubidijuma što je čini specifično karakterističnom. Ispitivanja su vršena sledećim metodama: • • • • • •

Grejanje plastenika izvedeno je cevima, podzemno na dubini 40 cm i nadzemno na visini 25 cm i 80 cm. Na osnovu toplotnog proračuna, podešen je maseni protok geotermalne vode 0,15 kg/s pri čemu voda predaje toplotu plasteniku i hladi se sa ulaznih 60 0C na 51 0C na izlazu iz cevi.

•

turbidimetrija (mutnoća) kolorimetrija (boja) konduktometrija (elektroprovodljivost) gravimetrija (suvi ostatak) volumetrija (utrošak KMnO4) UV-VIS-spektrofotometrija – spektrofotometar „Lovibond“, model „P.C.Spektro“ (anjoni i amonijak) AAS-spektrofotometrija – atomski apsorpcioni spektrofotometar „Perkin Elmer AAS 200“ (teški metali i nemetali)

EKSPERIMENTALNI DEO Tabela 4. Fizičko-hemijske karakteristike geotermalne vode Jošaničke banje Temperatura (0S) 78 rN 9,6 Mutnoća (NTU) <1,0 Boja (stepeni Pt-Co skale) <0,5 Elektroprovodljivost (S/cm) 340 Mineralizacija (mg/l) 300 Suvi ostatak, 180 0S (mg/l) 265 Ukupna tvrdoća (nem. gradi) 0,34 Utrošak KMnO4 (mg/l) 2,5

Tabela 5. Makrokomponente geotermalne vode Jošaničke banje KATJONI

mg/l 1,7

ANJONI Hidroksid (OH-) Karbonati (CO32-) Hidrogenkarbonati (HCO3-)

mg/l <0,1 22,5 73,2

Kalcijum (Ca++) Magnezijum (Mg++) Natrijum (Na+) Kalijum (K+)

0,5

Hloridi (Cl-)

16,0

65,0 1,5

Sulfati (SO42-) Nitrati (NO3-)

29,0 <0,2

Tabela 6. Mikrokomponente geotermalne vode Jošaničke banje METALI Gvožđe (Fe) Mangan (Mn) Hrom-ukupni (Cr) Aluminijum (Al) Stroncijum (Sr) Litijum (Li) Rubidijum (Rb) Cink (Zn) Bakar (Cu) Olovo (Pb) Kadmijum (Cd) Arsen (As) Selen (Se) Živa (Hg) Nikal (Ni)

mg/l 0,030 0,002 0,001 <0,05 0,05 0,15 0,02 0,002 0,001 <0,001 <0,001

NEMETALI Amonijak (NH3) Nitriti (NO2-) Fosfor (P) Silicijum (SiO2) Bor (B) Fluoridi (F) Bromidi (Br)

mg/l <0,05 <0,005 0,01 79,0 <0,2 <0,5

<0,005 Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Barać i dr- - Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika

protok vode kroz nadzemno grejanje: m = 7 kg/min

Energetski (toplotni) bilans Broj leja: -ukupno -paprika

•

5 3

•

Dimenzije plastenika: -paradajz -krastavac -dužina

1 1 15,70 m

•

Cevi podzemnog grejanja

Rastojanje između dva struka: -širina -paprika. -prosečna visina -paradajz -površina plastenika -krastavac -kubatura plastenika

Količina toplote koja se oslobađa preko podzemnog grejanja:

5,50 m 35 cm 1,50 m 40 cm 90 m2 40 cm 122 m3

Ovde je:

Q2 = m ⋅ c p ⋅ Δt =

Ukupno zasađeno: -lukovi plastenika -paprika -rastojanje lukova -paradajz -metalni profili -krastavac

Ø80 mm 118 struka 150 cm 38 struka 15x15 mm 39 struka

U praksi je dokazano da je za svaki plastenika potrebno za njegovo grejanje kJ/m3h toplote. Dakle, za plastenik polietilenskom folijom, ukupne zapremine m3 treba 24.000 kJ/h.

m3 200 sa 122

Dužina grejnih cevi je 165 m: •

•

na bočnim zidovima, u dva nivoa (na 250 mm i 800 mm od nivoa zemlje) postavljene su cevi za nadzemno grejanje ukupne dužine 70 m; podzemno grejanje čine cevi na dubini 400 mm, ukupne dužine 95 m

Brzina strujanja geotermalne vode u cevima treba da je takva da se po dužnom metru cevi oslobodi 150 kJ/h.

Q1 = m ⋅ c p ⋅ Δt =

preko

7 ⋅ 4,186 ⋅ 7 = 3,42kW 60

ulazna temperatura vode: tul = 60 0C

Zimski uslovi = 12,21 kW izlazna temperatura vode: tizl = 53 0C, (tizl = 35 0C – zimski uslovi), Istraživanja i projektovanja za privredu 25/26-2009

ulazna temperatura vode: tul = 60 0C. Zimski uslovi = 18,84 kW, izlazna temperatura vode: tizl=51 0C, (tizl = 30 0C – zimski uslovi), protok vode kroz nadzemno grejanje: m = 9 kg/min Pa je, ukupno dovedena količina toplote: Oslobođena količina toplote po dužnom metru cevi:

Quk = Q1 + Q2 = 3,42 + 5,65 = 9,07 ≈ 9kW Q 9 q = uk = = 0,055kW / m l 165 (12,21 + 18,84 = 31,05 kW – zimski uslovi) Ovo je u saglasnosti sa zahtevanom količinom toplote koja iznosi: 150 kJ/h = 0,042 kW Ukupni gubici toplote kroz zidove plastenika

Q gub = K ⋅ A ⋅ Δt sr K – koeficijent prolaza toplote (za polietilensku foliju debljine 0,15 – 0,20 mm iznosi 8,14W/m2K A – površina za razmenu toplote (površina omotača plastenika plus površina vrata) Δtsr – srednja razlika temperatura unutrašnjosti plastenika i okoline

Q gub ,1 = 8,14 ⋅ 120 ⋅ 5 = 4884W = 4,9kW - kroz omotač plastenika vrata plastenika

Cevi nadzemnog grejanja

•

9 ⋅ 4,186 ⋅ 9 = 5,65kW 60

Q gub , 2 = 8,14 ⋅ 16 ⋅ 5 = 651,2W = 0,7kW - kroz

Toplotni učinak grejnih tela Količina toplote koja se oslobodi nadzemnog grejanja: Ovde je:

srednja temperatura okoline plastenika: tok = 7 0C – noćni uslovi, tok = -100C – zimski uslovi srednja temperatura unutrašnjosti plastenika: tun = 12 0C – noćni uslovi srednja razlika temperatura: Δt = 5 0C (Δt = 22 0C – zimski uslovi)

Q gub ,uk = Q gub ,1 + Q gub, 2 = 4,9 + 0,7 = 5,6kW Ova vrednost se uvećava za 20 % zbog raznih nesavršenosti konstrukcije plastenika, pa je Q gub ,uk = 6,72kW . Dakle, ukupno dovedena količina toplote ≈ 9 kW zadovoljava sa aspekta ukupnih gubitaka (6,72 kW).

M. Barać i dr- - Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika

Ukupni gubici toplote kroz zidove plastenika u zimskim uslovima

Q gub ,uk = K ⋅ A ⋅ Δt sr Q gub ,1 = 8,14 ⋅ 120 ⋅ 22 = 21,5kW

Q gub , 2 = 8,14 ⋅ 16 ⋅ 22 = 2,9kW

Q gub ,uk = Q gub ,1 + Q gub, 2 = 21,5 + 2,9 = 24,4kW Ova vrednost se uvećava za 20 % zbog raznih nesavršenosti konstrukcije plastenika i iznosi Q gub ,uk = 29,28kW . Dakle, ukupno dovedena količina toplote ≈ 31 kW zadovoljava sa aspekta ukupnih gubitaka (29,28 kW). Proračun razmenjene količine toplote kroz cevi nadzemnog grejanja

Q = K ⋅ A ⋅ Δt sr

α vode

α=

δ 1 + λ α vazduha

Nu ⋅ λ d

α vode - koeficijent prelaza toplote sa strane vode

λ - koeficijent provodljivosti toplote Nu = f (Re) d - prečnik cevi Nu - Nuseltov broj

Re =

ρ ⋅w⋅d μ

Re - Rejnoldsov broj Sve vrednosti veličina za vodu se uzimaju na srednjoj temperaturi vode:

t sr =

60 + 53 = 56,5 0C 2

d = 0,0095 m – prečnik cevi 7

ρ ⋅ w ⋅ d 985 ⋅ 1,67 ⋅ 0,0095 60 = 31254 → w = V = m = = Re = = 1,67 m/s −3 μ 0,5 ⋅ 10 A ρ ⋅ A 985 ⋅ 0,785 ⋅ 0,0095 2 Iz dobijene vrednosti Rejnoldsovog broja proizilazi da se radi o turbulentnom režimu strujanja, pa je odgovarajuća jednačina za izračunavanje Nuseltovog broja sledeća:

Nu = 0,023 ⋅ Re 0,8 ⋅ Pr 0, 4 ⋅ (

μ 0,14 ) μz

Pr – Prandtlov broj

μ z - dinamički viskozitet vode na temperaturi zida cevi ≈ 50 0C

Pr =

μ ⋅ c p 0,5 ⋅ 10 −3 ⋅ 4177 = = 3,19 λ 0,655

Nu = 0,023 ⋅ 31254 0,8 ⋅ 3,19 0, 4 (

0,5 ⋅ 10 −3 0,14 ) = 142,4 0,549 ⋅ 10 −3

δ - debljina folije λ - koeficijent provodljivosti toplote materijala folije 82

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Barać i dr- - Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika

α vode =

142,4 ⋅ 0,655 = 9818 W/m2K 0,0095

Strujanje vazduha može da se smatra prirodnom konvekcijom, pa je:

α vazduha = Nu ⋅

Nu = c ⋅ (Gr ⋅ Pr) n

Gr – Grashofov broj

c, n – konstante za određenu vrednost proizvoda Gr ⋅ Pr

Gr = Gr =

d3 ⋅g ⋅ρ2 ⋅β

μ2

(t vode − t vazduha )

0,00953 ⋅ 9,81 ⋅ 1,24 2 ⋅ 0,0035 (56,5 − 12) (17,7 ⋅ 10 −6 ) 2 Pr =

Gr = 6430 ;

μ ⋅ c p 17,7 ⋅ 10 −6 ⋅ 1005 = = 0,703 ; λ 0,0253

Gr ⋅ Pr = 6430 ⋅ 0,703 = 4521

Za Gr ⋅ Pr = 4521 ⇒ c = 0,54, n = 0,25 Pa je:

Nu = 0,54 ⋅ 45210, 25 = 4,43

α vazduha = 4,43 ⋅

0,0253 W = 11,8 2 0,0095 m K

Odnosno: 1

α vode

δ 1 + + λ α vazduha

W 1 ≈ 9,7 2 Dalje je: 1 0,003 1 m K + + 9818 0,16 11,8

A = π ⋅ d ⋅ l = 3,14 ⋅ 0,0095 ⋅ 70 = 2,1m 2 A – površina za razmenu toplote (površina omotača cevi za nadzemno grejanje) 60-------------voda--------------53 Δtsr = ?

Δt = 48 0C

Δt = 41 0C

Δt sr =

48 − 41 = 44,4 0C 48 ln 41

12------------vazduh------------12 Pa je:

Qrazm = K ⋅ A ⋅ Δt sr = 9,7 ⋅ 2,1 ⋅ 44,4 = 904 W = 0,904 kW – može se povećati povećanjem dužine cevi Proračun razmenjene količine toplote kroz cevi podzemnog grejanja

Q = K ⋅ A ⋅ Δt sr

α vode • • • •

dužina cevi dubina polaganja cevi prečnik cevi debljina cevi

Istraživanja i projektovanja za privredu 25/26-2009

δ cevi δ zemlje 1 + )+ λcevi λ zemlje α vazduha

95 m 40 cm = 0,4 m 1,9 cm = 0,019 m 3 mm = 0,003 m 83

M. Barać i dr- - Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika

60 + 51 = 55,5 0C 2 ρ = 985 kg/m3

α vode = ?

t sr ,vode =

Nu ⋅ λ d V m 9 / 60 w= = = = 0,54 m/s A ρ ⋅ A 985 ⋅ 0,785 ⋅ 0,019 2 Nu = f (Re)

d = 0,019 m; cp = 4176 J/kgK

α=

µ = 0,5·10-3 Pa·s; λ = 0,654 W/mK

Re =

ρ ⋅w⋅d μ

Re =

tok

μ Nu = 0,023 ⋅ Re ⋅ Pr ⋅ ( ) 0,14 μz 0 ,8

Nu = 0,023 ⋅ 20212

α vode = Nu ⋅

λ d

0, 4

0 ,8

= 98,1 ⋅

⋅ 3,19

0, 4

μ ⋅ c p 0,5 ⋅ 10 −3 ⋅ 4176 Pr = = = 3,19 0,654 λ

0,5 ⋅ 10 −3 0,14 ⋅( ) = 98,1 0,653 ⋅ 10 −3

0,654 = 3375 W/m2K 0,019

985 ⋅ 0,54 ⋅ 0,019 = 20212 - turbulentni 0,5 ⋅ 10 −3

μ zida = 0,653 ⋅ 10 −3 za 40 0C 1 = 1,4 W/m2K 1 0,003 0,4 1 )+ +( + 3375 0,16 0,66 11,8

A = π ⋅ d ⋅ l = 3,14 ⋅ 0,019 ⋅ 95 = 5,67 m2 60-------------voda--------------51 Δtsr = ?

Δt = 48 0C

Δt = 39 0C

Δt sr =

48 − 39 = 43,3 0C 48 ln 39

12------------vazduh------------12

Q = K ⋅ A ⋅ Δt sr = 1,4 ⋅ 5,67 ⋅ 43,3 = 344 W = 0,344 kW REZULTATI Pilot-projekat plastenika u Jošaničkoj banji je 90m2 odnosno 122 m3 i neophodna je količina toplote 0,061 kW/m2 odnosno 0,055 kW/m3. Ako bi se koristio raspoloživi potencijal toplote geotermalne energije Jošaničke banje, a da se ona koristi za grejanje plastenika pri padu temperature od 640C do 340C odnosno Δt=300C onda bi ta raspoloživa toplota iznosila 8.778 kW. Naš pilot-projekat plastenika, kako smo već rekli, troši toplotu od 24.000 kJ/h. Ako se sav potencijal koristi za grejanje plastenika, onda je površina koja se može koristiti za plastenike pri Δt = 30 0C i Q = 8.778 kW iznosi 143.901 m2. Iz toplotnog bilansa da protok vode po dužnom metru cevi treba da je takav da se oslobađa 150 kJ/h za svaki dužni metar cevi za grejanje sledi da za ukupno 165 metara podzemnog i nadzemnog grejanja treba dovesti ukupno 9 kW toplote. Potreban protok vode iznosi 16 l/min, odnosno 691 t/mesec tj. 2.073 t za period od tri meseca. 84

Ovaj utrošak energije iz geotermalne vode nismo sveli na finansijske efekte, imajući u vidu da se ta voda sada ispušta u Jošaničku reku. Projektovan i izgrađen plastenik korišćen je za gajenje paprike, paradajza i krastavca i to u periodu mart – novembar. Na osnovu izmerene mase proizvedenih prinosa, dobijeni su veoma zadovoljavajući rezultati. Ostvareni prinosi povrća u ovom vremenskom roku iznose: • paprika 21 kg/m2 • paradajz. .22 kg/m2 • krastavac 34 kg/m2 Ekonomičnost korišćenja plastenika obzirom na sistem grejanja (geotermalna energija) ima prednosti u odnosu na konvencionalno gorivo (ugalj, mazut). To se ogleda u sledećem: može se koristiti tokom cele godine i za više namena; vrši se smena više vrsta kultura tokom cele godine. Ovim se osigurava visok godišnji prinos i dobra rentabilnost proizvodnje. Ekološka opravdanost korišćenja geotermalne energije u odnosu na konvencionalne energeIstraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

M. Barać i dr- - Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika

nte za proizvodnju povrća u plastenicima je potpuna. Ovde se ne prouzrokuje zagađenje životne sredine. ZAKLJUČAK Proračun razmene toplote geotermalnih voda Jošaničke banje u realizaciji pilot-projekta plastenika je rezultat rada na projektu „Projektovanje i izgradnja demonstracionog sistema za korišćenje geotermalne energije Jošaničke banje u poljoprivredi“. Finansiran je i realizovan od strane Ministarstva nauke u okviru Nacionalnog programa energetske efikasnosti – korišćenje alternativnih izvora energije. Proračuni i realizacija pilot-projekta imaju osnovne i dugoročne ciljeve, a to su: • širenje korišćenja obnovljivih izvora energije u poljoprivredi; • približavanje standardima razvijenih zemalja u zaštiti okoline; • razvoj i komercijalizacija tehnologije i opreme za korišćenje obnovljivih izvora energije u poljoprivredi. Ovo istraživanje predstavlja unapređenje razvoja u oblasti obnovljivih izvora energije. Posebno je značajna, dakle, primena kod pilot-projekta plastenika. Ovo pogotovo zato što je plastenik potpuno regulisan agroekosistem, a osnovni tip proizvodnje u plasteniku je zatvoren sistem. Ovo predstavlja i razvoj ovog privredno zaostalog područja. LITERATURA /1/ /2/ /3/ /4/ /5/ /6/

/7/

Arhiv opštine Raška, Program razvoja Jošaničke banje, Raška, 1998, 5 – 30 Antula, J. D., L'industrie minerale en Serbie, Imprimerie d'etat du Royaume de Serbie, 1911, 35 – 38 Komatina, M., Mineralne, termalne i geotermalne vode Kraljevačkog regiona, „Ecologica“, 1996, 50 – 56 Milanović, R., Materijali i oprema za korišćenje geotermalne energije, IHTM, Beograd, 2002, 181 Milivojević, M., Martinović, M., Korišćenje geotermalnih resursa u svetu, „Ecologica“, Beograd, 1996, 147 – 169 Cerovina, A., Alternativni toplotni izvori geotermalne energije i savremena tehnička rešenja realizacije toplote u funkciji ekologije, „Ecologica“, Beograd, 1996, 247 – 254 Lazić, B., Marković, V., Povrće iz plastenika, Poljoprivredni fakultet, Novi Sad, 2001, 22 – 60

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

/8/ /9/

/10/

/11/

/12/

/13/

Jovanović, L., Mogućnost korišćenja mineralnih i termalnih voda u Srbiji, „Ecologica“, Beograd, 2004, 22 – 24 Barać, M., Vitas, N. i drugi, Projektovanje i izgradnja demonstracionog sistema za korišćenje geotermalne energije Jošaničke banje u poljoprivredi, FTN, Kosovska Mitrovica, 2006, 41 – 54 Barać, M., Nikolić, B. i drugi, Značaj i primena geotermalnih voda Jošaničke banje, Termotehnika, Beograd, 2007, 55 – 62 Đajić, N., Ivezić, D., Tanasković, T., .: Mogućnost korišćenja geotermalne bušotine VS-2/H u Velikom selu balneološke rekreativne potrebe, Naučno-stručni časopis “Istraživanja i projektovanja za privredu”, br. 14. god 2006,.st. 11-18 Mitić, M.: Indikatori održivosti kao instrument u upravljanjutehnološkim razvojem i prirodnim resursima, Naučno-stručni časopis “Istraživanja i projektovanja za privredu”, br. 17. god 2007,.st. 7-14 Đajić, N., Prirodni gas energent XXI veka, Naučno-stručni časopis “Istraživanja i projektovanja za privredu”, br. 22. god 2008,.st. 49-59

HEAT EXCHANGE CALCULATION OF GEOTHERMAL WATERS OF JOSANICKA SPA IN THE PLASTIC GREENHOUSE PILOT PROJECT REALIZATION In this paper there is investigated and described the potential of geo thermal spring Josanicka Spa. The thermal waters were investigated in laboratories of IHTM in Belgrade. In Experimental part of the paper the investigation methods were given in details, and also the obtained results. For the necessary development there were pilot project constructed in form of plastic greenhouse. For that purpose I was necessary to make mass and energy balance. The detailed calculation for the heat exchange of geothermal waters of Josanicka Spa in its usage realization was estimated. In application, monitoring, analyze and optimizing of the pilot project were done. The usage of geothermal waters of Josanicka Spa, is however an essential condition of future development of Raska region, and especially the Josanicka Spa. Key words: geothermal energy, heat exchange, Spa, greenhouse, heating Rad poslat na recenziju: 11.06.2009. godine Rad spreman za objavu: 05.08.2009. godinee 85

PRIKAZI SKUPOVA

Održan XXXIV naučno-stručni skup Održavanje Mašina i Opreme XXXIV naučno-stručni skup ODRŽAVANJE MAŠINA I OPREME svečano je otvoren na Mašinskom fakultetu u Beogradu, sa centra-lnom temom „Logistika u autoindustriji“. Skup je i ove godine održan pod pokroviteljstvom Ministarstva nauke i tehnološkog ra-zvoja Republike Srbije. U ime instituta IIPP moderator konferencije bila je dipl. inž. Nada Stanojević. Prisutne su pozdravili prof. dr Radivoje Mitrović – državni sekretar za prosvetu, prof. dr Vojkan Lučanin – prodekan za naučno istraživačku delatnost na Mašinskom fakultetu, mr Slaven Tica - potpredsednik Međunarodne asocijacije javnog prevoza UITP i predsednik LRT divizije i Miloš Petrović - CEO Delta Automoto i Delta Motors. Nakon pozdravnih govora Nada Stanojević je uručila diplome najboljim polaznicima Škole kvalieta i Škole održavanja. U III ciklusu Škole kvaliteta to je bila Verica Popović iz preduzeća Šumadijalek, a u VIII ciklusu Škole održavanja najbolji je bio Milovan Janićijević iz preduzeća Metalac Gornji Milanovac. Uvodna predavanja su održali: Vera Božić Trefalt, Uprava za bezbednost i zdravlje na radu Ministarstva rada i socijalne politike ULOGA I ZNAČAJ ODRŽAVANJA U OBLASTI BEZBEDNOSTI I ZDRAVLJA NA RADU Dr Ilija Đekić, Poljoprivredni fakultet Univerziteta u Beogradu PRIMENA ALATA KVALITETA AUTOINDUSTRIJE U DRUGIM GRANAMA INDUSTRIJE Miloš Bjelica, Six Sigma Deployment Champion & Master Black Belt, SKF Commerce WHAT IS SIX SIGMA? Skupu je prisustvovalo više od od 80 učesnika iz preko 30 organizacija od kojih su neke: Saobraćajni institut CIP, JKP ’’Mediana’’ Niš, Delta automoto, JKP Beogradski vodovod i kanalizacija, FAP Korporacija, Mercedes – Benz Srbija i Crna Gora, SGS, Milšped, Metalac posuđe, Lasta AD Beograd, NBS – Zavod za izradu novčanica, Indena Kran, SKF, Loctite Galenika, Šumadijalek.

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

NAJAVE SKUPOVA

Redakcija časopisa Istraživanja i projektovanja za privredu Mašinski fakultet Univerziteta u Beogradu organizuju i pozivaju Vas na V SIMPOZIJUM "ISTRAŽIVANJA I PROJEKTOVANJA ZA PRIVREDU 2009" Redakcija časopisa IIPP organizuje Simpozijum Istraživanja i projektovanja za privredu koji se tradicionalno održava i ove godine 17. i 18. decembra. Oblasti koje Simpozijum pokriva su planiranje i realizacija projekata u širokom spektru privrednih sektora kao što su saobraćaj, energetika, građevinarstvo, telekomunikacije, održavanje tehničkih sistema, sektor javnih preduzeća, sektor finansija, IT sektor i sl. Na Simpozijumu se, pre svega, predstavljaju rezultati pokrenutih ili ostvarenih projekata u domaćoj privredi, kao i znanja, metode i tehnike, standardi ili softverski alati koji su doprineli ili mogu doprineti njihovoj boljoj realizaciji. Simpozijum IIPP će, kao i prethodnih godina, imati plenarne sednice, predavanja po pozivu, sednice po sekcijama, demonstracije softvera, okrugli sto, promocije časopisa i knjiga. Pozivaju se autori radova da prijave svoje učešće Organizacionom odboru i da dostave rad najkasnije do 31.11.2009. godine. (preko internet prezentacija www.iipp.rs ili www.dots.rs ili popunjavanjem prijave i slanjem na brojeve fax-a: 011/3291-373 ili 011/3302-450). Prihvaćeni radovi, čiji autori blagovremeno uplate kotizaciju, biće objavljeni u Zborniku radova pre početka simpozijuma. Zbornik radova, u elektronskom izdanju, biće dostavljen svim učesnicima na samom Simpozijumu. Detaljne informacije: iipp.rs 011/ 3302 - 451, 2088 - 041, 2088 - 042

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

NAJAVE SKUPOVA ŠKOLA ODRŽAVANJA 7. i 14. novembar - Beograd 23-25. novembar - Vršac Praktična, lako razumljiva i visoko kvalitetna petodnevna obuka, osmišljena sa ciljem da unapredi i poveća znanje ljudi iz oblasti održavanja. U program su uključena najbolja domaća znanja i iskustva osavremenjena i usklađena sa preporukama EFNMS-a (European Federation of National Maintenance Societies). Na taj način, Škola je povezala i objedinila domaću tradiciju i iskustvo u procesima održavanja sa Evropskim normama i zahtevima. Njen rezultat je time dvostruk – svima koji se prijave pruža šansu za sticanje Nacionalnog sertifikata, a onima koji mogu i žele više otvara mogućnost za sticanje Međunarodnog sertifikata EUROPEAN MAINTENANCE MANAGER. Obuka je namenjena stručnjacima i menadžerima koji su posredno ili direktno uključeni u poslove održavanja, upravljanja rezervnim delovima, planiranjem i praćenjem troškova, projektovanjem...

ŠKOLA KVALITETA 7. i 14. novembar - Beograd 23-25. novembar - Vršac Seminar je namenjen predstavnicima rukovodstva za kvalitet, kao i drugim osobama zaduženim za sistem menadžmenta kvalitetom, ali i ostalim zaposlenima koji će biti uključeni u proces sprovođenja i implementacije standarda kvaliteta kao i održavanja visokog nivoa kvaliteta u organizaciji. Osmišljen je sa ciljem da unapredi i poveća znanje ljudi iz oblasti implementacije standarda kvaliteta, održavanja visokog nivoa kvaliteta, stalnog unapreenja i poboljšanja sistema kvaliteta, ocenjivanja i provera sopstvenih preduzea i njihovih isporučioca Obuka podrazumeva i proveru stečenog znanja, odnosno veština, tako da polaznici nakon uspešno položenih testova, odnosno urađenih vežbi, dobijaju i diplomu: „Qiipp KONSULTANT za implementaciju, održavanje, analizu, ocenjivanje i provere, projektovanje i stalno unapređenje sistema kvaliteta“ Za detaljne informacije o programu, ceni i registraciji kontaktirajte: Institut IIPP, Tel: 011-2088041 Fax: 011-2088042 Email: office@iipp.rs Web site: www.iipp.rs 88

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

KNJIGE KOJE PREPORUČUJEMO VAZDUHOPLOVNA PREVOZNA SREDSTVA –AUTORIZOVANA SKRIPTA Prof. dr Slobodan Gvozdenović, mr Petar Mirosavljević, Olja Čokorilo ”Vazduhoplovna prevozna sredstva autorizovana skripta”, prvo izdanje na CDROM-u, predstavlja dalji korak u kompletiranju programa štampanih materijala u vidu osnovnih i pomoćnih udžbenika za izvođenje plana i programa nastave i vežbi na predmetima Katedre za Vazduhoplovna prevozna sredstva, koje čine Mehanika leta, Vazduhoplovna prevozna sredstva i Performanse transportnih vazduhoplova. U odnosu na dosadašnje pomoćne udžbenike, proširena su i osavremenjena saznanja o osnovnim elementima strukture transportnog aviona. Posebno su istaknuti različiti uticaji eksploatacije transportnog aviona na konstruktivna rešenja koja ih zadovoljavaju u smislu bezbednosti i ekonomičnosti. U odnosu na dosadašnje udžbenike ovde su korišćeni multimedijalni sadržaji za opisivanje tekstualnih navoda. Nova dimenzija udžbenika izražena u njegovom dinamičkom pristupu pružanja znanja, predstavlja poseban kvalitet. Istovremeno, autorizovana skripta predstavlja i sasvim originalan doprinos obradi dostupnih podataka o postojećim konstruktivnim elementima transportnog aviona u savremenom vazdušnom saobraćaju. U poglavlju 1 STRUKTURA AVIONA ukratko je naveden sadržaj ostalih poglavlja koja slede sa jasno definisanim uticajima, predstavljenih u vidu opterećenja na strukturu aviona. Osim što struktura mora da prihvati opterećenja, u ovom poglavlju, predstavljen je zadatak definisan u cilju zadovoljenja kompromisa koje postavljaju korisnici aviona, Civilne Vazduhoplovne Vlasti i proizvođači aviona, tako da struktura aviona bude bezbedna, ekonomična, efikasna u eksploataciji i pogodna za održavanje. U poglavlju 2 OBLIK I KONFIGURACIJA AVIONA predstavljeni su osnovni geometrijski oblici najvažnijih konstruktivnih elemenata aviona kao i njihove prednosti i nedostaci u eksploataciji u vazdušnom saobraćaju. Predstavljene su i najbolje kompilacije najvažnijih konstruktivnih elemenata aviona, sa stanovišta eksploatacionih zahteva. U poglavlju 3 OPTEREĆENJE STRUKTURE AVIONA predstavljeni su glavni tipovi opterećenja kao i njihova detekcija i raspodela na elemente strukture aviona. Posebno su istaknuta kritična mesta u strukturi transportnog aviona sa stanovišta opterećenja koja se javljaju u normalnoj eksploataciji aviona. U poglavlju 4 OSNOVNI ELEMENTI STRUKTURE AVIONA predstavljena su konstruktivna rešenja osnovnih delova strukture od kojih su konstruisani najvažniji elementi strukture transportnog aviona. U poglavlju 5 KRILO AVIONA predstavljena je detaljno struktura krila aviona kao jednog od najvažnijih elemenata strukture aviona. Opis elemenata strukture krila je dat sa težištem na raspodelu opterećenja koja na njih deluju. Istaknut je uticaj elemenata za povezivanje krila sa ostalim elementima strukture aviona. Veliki značaj ovog poglavlja je u prezentaciji savremenih konstruktivnih rešenja kao što je fail–safety koji doprinose ukupnoj bezbednosti aviona. U poglavlju 6 TRUP AVIONA opisana je struktura trupa, u koji se smeštaju putnici, roba i pošta koje treba transportovati i koji su uslov postojanja civilnog vazduhoplovstva. Ovo poglavlje je od izuzetnog značaja za autore. Na veoma savremen način je razmatrana struktura trupa, izvedeni geometrijski elementi, uticaj zamora i uticaj presurizacije kabine. Posebna pažnja je posvećena Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009 89

KNJIGE KOJE PREPORUČUJEMO putničkoj kabini i robnom odeljku sa definisanjem opterećenja i konstrukcije koja se koristi u ovim segmentima trupa aviona. U poglavlju 7 STAJNI TRAP AVIONA dat je detaljan prikaz konstrukcije stajnog trapa. Posebno je veliki značaj dat geometrijskim parametrima stajnog trapa kao celine, zatim posebno stajne noge, amortizera, pneumatika i kočnica. Za avione koji učestvuju u civilnom vazdušnom saobraćaju veliki izazov predsta-vljaju faze poletanja i sletanja sa aerodroma sa nerazvijenom infrastrukturom, a tome je posebno posvećena pažnja u ovom poglavlju. U poglavlju 8 KOMANDE LETA AVIONA predstavljene su primarne i sekundarne ko-mande leta sa osnovnim elementima koji doprinose maksimalnoj bezbednosti upravlja-nja avionom. U poglavlju 9 MOTORSKI NOSAČ AVIONA predstavljen je ne malo važan konstruktivni element koji spaja krilo ili trup sa motorskim gondolama aviona. U svetu su se dogodile vazduhoplovne nesreće, koje su između ostalog imale i konotaciju na motorskom nosaču. Ovaj motiv je podstakao autore da detaljno sagledaju i taj konstruktivni element. Koncept i nivo sadržaja VAZDUHOPLOVNIH PREVOZNIH SREDSTVA- AUTORIZOVANE SKRIPTE, prvo izdanje na CD-ROM-u, je originalan Univerzitetski udžbenik, a u programu predavanja i vežbi na predmetima Katedre za Vazduhoplovna prevozna sredstva, ova autorizovana skripta predstavlja značajan doprinos u novim reformisanim programima. Pored studenata Odseka za Vazdušni saobraćaj i transport Saobraćajnog fakulteta, Autorizovana skripta predstavlja značajan materijal koji mogu koristiti diplomirani inženjeri za vazdušni saobraćaj i transport kao i stručnjaci koji su profesionalno orjentisani ka određenim oblastima u vazdušnom saobraćaju, ali i svima koji žele da upotpune svoja znanja iz relevantnih oblasti u vazdušnom saobraćaju. Tehnički podaci Izdavač: Saobraćajni fakultet Beograd Broj strana: 166 Memorijski kapacitet: 10135 kb Datum izdavanja: 2005. godine Tiraž: 150 primeraka ISBN 86-7395-193-3

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

POSLOVNO TEHNIČKE INFORMACIJE UPUTSTVO AUTORIMA

GUIDE TO AUTHORS

Dostavljen rad može biti napisan na srpskom ili engleskom jeziku. Obim rukopisa ograničen je na deset strana A4 formata, uključujući slike, grafikone, tabele i dr. Na stranicama rukopisa sve margine treba da budu 2 cm, dok je za njegovo kucanje potrebno koristiti font Arial, veličine 11 (upotrebljavati Unicode font). Posle abstrakta, tekst prelomiti u dve kolone sa međusobnim rastojanjem od 0,5 cm. Molimo Vas da nam slike, sheme i grafikone koje koristite u okvirima rada, šaljete i odvojeno u nekom od standardnih formata za slike (jpg, gif, tif, wmf...), radi jednostavnije manipulacije tekstom i slikama. Potrebno je da rukopis sadrži rezime na srpskom jeziku (do 300 reči), prošireni rezime na engleskom jeziku (300 – 500 reči), ključne reči, literaturu i jasne podatke o autoru. Radovi se dostavljaju Izdavaču u elektronskom obliku na navedene adrese (putem pošte ili e-maila). Institut za istraživanja i projektovanja u privredi 11108 Beograd 12; p. fah 59 ili na sledeće e-mail adrese: nstanojevic@iipp.rs rmilenkovic@iipp.rs

Paper submitted for publication may be written in Serbian or English. The lenght of a manuscript is limited to ten A4 pages including pictures, charts and tables. The margins of pages shoud be 2 cm, and the paper should be written in Arial font, size 11 (using Unicode font). After the title and absract the rest of text should be organized in tho columns of 0,5 mm mutual distance. Pictures, schemes and charts that are used in the paper should be sent aside in one of the following standard formats (jpg, gif, tif, wmf...). Handwriting must have short abstract in serbian language (up to 300 words), abstract in english language (300-500 words), keywords, literature, and informations abot authors. Papers should be submitted in the electronic version at given addresses (via post or via e-mail). Institut za istraživanja i projektovanja u privredi 11108 Beograd 12; p. fah 59 or to the following e-mail address: nstanojevic@iipp.rs rmilenkovic@iipp.rs

INDEKSIRANJE RADOVA Nakon samo tri godine izlaženja časopis “Istraživanja i projektovanja za privredu” se može pohvaliti činjenicom da su, počev od 2006. godine, radovi objavljeni u ovom časopisu indeksirani kroz ovu abstraktnu bazu. Na taj način su rad i zalaganja domaćih stručnjaka biti dostupni i širokoj svetskoj javnosti jer je Scopus najveća baza abstrakata i citata kada su u pitanju naučni radovi i kvalitetni internet izvori koji, pre svega, daju rezultate istraživanja u raznim oblastima. Ova baza pruža odlične informacije neophodne za dalji rad i usavršavanje naučnika pošto, obezbeđuje i pruža široke mogućnosti za pretraživanje. Scopus se svakodnevno ažurira i nudi • Preko 12850 naučnih časopisa uključujući i 535 magazina sa otvorenim pristupom; • Preko 27 miliona abstrakata; • Preko 245 miliona referenci; • Rezultati sa više od 250 miliona naučnih internet strana; • Podatke o 12 miliona patenata iz 4 svetska patentna zavoda; • Veliki broj linkova da potpuno dostupnih članaka i drugih bibliotečkih izvora.

Više informacija: www.scopus.com Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009

Uvažavajući stručne i poslovne rezultate Vaše Kompanije, nudimo Vam mogućnost da iste prezentirate u našem časopisu. Mišljenja smo da je to izvanredna mogućnost da se Vaša saznanja i dostignuća prezentuju velikom i stručnom krugu ljudi, kao i onima na koje ste poslovno upućeni POZIVAMO VAS: •

da se pretplatite na naš časopis,

•

da u časopisu “Istraživanja i projektovanja za privredu” objavljujete Vaše poslovne informacije.

CIP – Katalogizacija u publikaciji Народна библиотека Србије, Београд 33 ISTRAŽIVANJA i projektovanja za privredu / glavni urednik Jovan Todorović ; odgovorni urednik Predrag Uskoković.– God. 1, br. 1 (2003) -. – Beograd : Institut za istraživanja i projektovanja u privredi, 2003- (Beograd : Libra) . – 29 cm Tromesečno ISSN 1451 – 4117 = Istraživanja i projektovanja za privredu COBISS.SR-ID 108368396

Istraživanja i projektovanja za privredu 25-2009