Автоматизированный контроль массы деталей и узлов летательного аппарата Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. Проектирование и производство летательных аппаратов

УДК 629.735.45

А.А. Зинченко, И.И. Кумченко, В.В. Тарабанова

ЗИНЧЕНКО АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ - начальник бюро прочности и массы службы главного конструктора (Арсеньевская авиационная компания «Прогресс» им. Н.И. Сазыкина, г. Арсеньев) E-mail: kragi@mail.ru

КУМЧЕНКО ИВАН ИГОРЕВИЧ - конструктор службы главного конструктора (Арсеньевская авиационная компания «Прогресс» им. Н.И. Сазыкина, г. Арсеньев). E-mail: edia-blo@mail.ru

ТАРАБАНОВА ВЕРА ВЛАДИМИРОВНА - инженер по ремонту (Арсеньевская авиационная компания «Прогресс» им. Н.И. Сазыкина, г. Арсеньев). E-mail: ouriv@list.ru

Площадь Ленина, 5, г. Арсеньев, Приморский край, 692335.

Автоматизированный контроль массы деталей и узлов летательного аппарата

Представлена авторская система автоматизированного контроля массы элементов летательного аппарата, существенно упрощающая технологические процессы их изготовления. Изложены преимущества разработки и показан алгоритм ее применения на серийном предприятии. Ключевые слова: автоматизация, центр массы, конструкция минимального веса, контроль массы, программное обеспечение, летательный аппарат.

Введение

Примененные сокращения: БПиМ - бюро прочности и массы;

Взв. - взвешивание; ДСЕ - детали и сборочные единицы;

КБ РЭ и НО - конструкторское бюро радиоэлектронного и навигационного оборудования;

КД - конструкторская документация;

КИС - контрольно-испытательная станция;

ЛА - летательный аппарат;

ЛИС - летно-испытательная станция;

ОГК - отдел главного конструктора;

ОСТ - отраслевой стандарт;

ПКИ - покупные и комплектующие изделия;

РВ Д - результаты взвешивания деталей;

РВ и Ц - результаты взвешивания и центровки;

СБ - сборочная единица.

Летно-тактические характеристики любого летательного аппарата (ЛА), такие как: скорость, маневренность, грузоподъемность, радиус действия, а также прочность и надежность, напрямую связаны с его массой и положением центра массы. Поэтому разработчики ЛА и серий-

© Зинченко А.А., Кумченко И.И., Тарабанова В.В., 2016

Научные руководители: Ю.П. Денисенко, управляющий директор ПАО ААК «Прогресс»; О.Ш. Берди-ев, заместитель директора филиала Дальневосточного федерального университета в г. Арсеньеве по НИР и развитию.

ные заводы-изготовители уделяют постоянное внимание контролю массы деталей, сборочных единиц, покупных изделий и проводят измерение массы всего изделия с обязательным определением его положения центра массы [1].

Задачей контроля массы является создание условий для выполнения весовой программы ЛА, прогнозирование его окончательного веса и выяснение необходимости принятия мер по облегчению конструкции или отдельных ее элементов.

Контроль массы деталей, сборочных единиц и покупных (ДСЕ) изделий на предприятии проводится [2] в следующих целях:

- для проверки соответствия фактической массы деталей, сборочных единиц массе, назначенной в конструкторской документации;

- для определения фактической массы сборных элементов конструкции изделий, которую сложно рассчитать теоретически (клеи, герметики, покрытия, жгуты, кабели и т.п.);

- для прогнозирования окончательного значения массы изделия (в комплектации пустого) на всех этапах его изготовления;

- для разработки необходимых предупреждающих и корректирующих действий, исключающих увеличение массы объектов за счет конструктивных изменений;

- для предоставления необходимой отчетности в адрес разработчика и заказчика.

На авиастроительных предприятиях контроль массы ДСЕ представляет собой сложный механизм документооборота и взаимодействия структурных подразделений и отдельных исполнителей между собой. Как правило, на предприятиях существуют специализированные конструкторские бюро, чья деятельность направлена на получение результатов измерения массы ДСЕ и их обработку. Каждое серийное предприятие, проектные конструкторские бюро выработали и установили собственные обособленные методы и организационно-технические структуры для проведения контроля массы на всех стадиях производства ЛА.

Проектные конструкторские бюро (организации) разрабатывают свои инструкции по контролю массы на каждое изделие в отдельности, где указывают бланки документов, на которых и должна строиться вся система контроля массы ДСЕ и изделий в целом. Если серийный завод-изготовитель выпускает разные типы ЛА, использование инструкций проектных организаций, применительно к определенному типу, существенно усложняет решение задач контроля массы производимых изделий. Предприятия вынуждены разрабатывать собственные инструкции (стандарты), позволяющие объединить все типы изделий и учесть их особенности при проведении контроля массы.

Предлагаемая автоматизированная система контроля массы (АСКМ) направлена на получение от цехов-изготовителей результатов измерения массы ДСЕ производимой продукции в виде актов, протоколов об измерении массы, обработку этих результатов, составление отчетной документации. Решением этой задачи в отрасли занимался ранее Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) им. профессора Н.Е. Жуковского, где был создан рабочий проект «Автоматизированная система весового контроля» [3]. В этой работе были изложены основные принципы и задачи автоматизации весового контроля на стадии проектирования ЛА и в процессе серийного производства. На основе этих принципов действовали: ОСТ 1 00273-78, ОСТ 1 00274-78, ОСТ 1 00351-79, ОСТ 1 00353-79, ОСТ 1 00352-80, где подробно описывался весь процесс автоматизации весового контроля ДСЕ. Однако указанные стандарты устарели, и практическое использование их не представляется возможным, поскольку также устарели и не применяются электронно-вычислительные машины, на которых основывалась автоматизированная система весового контроля.

Между тем для нашего предприятия существенны производственные затраты из-за многократного взвешивания ДСЕ в подразделениях, поскольку при проведении стопроцентного контроля массы некоторые детали взвешиваются многократно, а другие, наоборот, не контролируются. Такое положение дел приводит к увеличению цикла работ при стопроцентном взвешивании ДСЕ.

Задачи исследования

Цель настоящей статьи - выявление общих принципов деятельности и сокращение трудоемкости проводимых работ с помощью разработки нового программного обеспечения «Контроль массы», являющегося частью общей системы автоматизированного контроля массы ДСЕ и изделия в целом на отдельном предприятии, а затем распространения полученных результатов в отрасли.

Описание хода работ

Изучение многолетней практики проведения контроля массы ДСЕ на ПАО ААК «ПРОГРЕСС», а также ряда инструкций по организации контроля массы на других предприятиях позволило разработать общую функционально-структурную схему контроля массы в производстве (рис. 1) и схему документооборота при организации контроля массы ДСЕ (рис. 2).

Схемы, представленные на рис. 1 и рис. 2, а также труды ЦАГИ легли в основу принципиально нового программного обеспечения (ПО) «Контроль массы». На ПАО ААК «ПРОГРЕСС» весь процесс автоматизированной системы контроля массы изложен в разработанном стандарте организации СТО 690-2013 [4].

Рис. 1. Функционально-структурная схема контроля массы ДСЕ в производстве.

Рис. 2. Схема документооборота при организации контроля массы ДСЕ на производстве. Главная форма ПО «Контроль массы» показана на рис. 3.

Рис. 3. Главная форма.

Одна из отчетных форм, выведенная посредством ПО «Контроль массы», имеет следующий вид: см. рис. 4.

Рис. 4. Отчет о проведенном контроле массы по сборочной единице.

ПО «Контроль массы» обладает широким спектром функциональных возможностей и позволяет:

- постоянно хранить в информационных массивах реквизиты авторов-исполнителей, которые вносили и проверяли результаты контроля массы ДСЕ;

- автоматически проводить регистрацию документов об измерении и фиксировать конструктивные изменения массы ДСЕ в конструкторской документации;

- четко отслеживать каждому структурному подразделению (цеху) свою номенклатуру и количество измерений массы той или иной ДСЕ;

- составлять и выводить на печать документы об измерении массы в бумажном варианте;

- составлять отчеты о проведенном контроле массы любой ДСЕ и всего изделия;

- провести оценочный расчет о выполненном контроле массы в процентном соотношении от общего объема ДСЕ;

- создать перечень ДСЕ, подлежащих контролю массы в серийном производстве (задавать план работ по контролю массы ДСЕ на год);

- автоматически определять предельные отклонения на массу ДСЕ;

- автоматически определять несоответствия массы (отклонения фактической массы от массы, указанной в конструкторской документации) ДСЕ с учетом предельно допустимых отклонений;

- формировать в отдельный перечень ДСЕ, имеющие отклонения массы, что дает конструктору возможность быстро анализировать все несоответствия массы;

- «прикреплять» к электронным цифрам (значениям массы) сканированные и заверенные соисполнителями документы об измерении массы;

- сравнивать массы сборочных единиц, указанных в основной надписи чертежа, с суммой теоретических, фактических масс ДСЕ, входящих в спецификацию этой сборочной единицы;

- подобрать подходящие средства измерения массы для любой ДСЕ;

- при проведении контроля массы уменьшить риск ошибок, связанных с «человеческим фактором»;

- исключить из документооборота цеховой журнал контроля массы.

Обсуждение результатов

В результате тестирования данного программного обеспечения на ПАО ААК «ПРОГРЕСС» все участники весового контроля дали ему положительную оценку.

Служба весового контроля, как основное связующее и координирующее звено между подразделениями цехов-изготовителей, отделом главного конструктора и разработчиком, отмечает:

- значительное сокращение времени (более чем 90%) на составление отчетной документации по контролю массы выпускаемой продукции;

- сокращение времени (более чем 90%) на обработку данных по результатам фактического взвешивания ДСЕ;

- сокращение времени (более чем 90%) на поиск результатов фактического взвешивания;

- сокращение времени (более чем 90%) на поиск ДСЕ с отклонением массы;

- сокращение времени (более чем 90%) на составление перечней ДСЕ, подлежащих контролю массы в серийном производстве;

- упрощение анализа о достоверности полученных результатов фактического взвешивания ДСЕ, так как вся статистика сгруппирована и выведена на монитор исполнителя;

- значительное снижение расхода бумаги (по предварительным подсчетам - более чем на

65%).

После некоторой доработки ПО «Контроль массы» возможен полный переход на электронный документооборот, что позволит экономить не только бумагу, но и рабочее время персонала предприятия, ранее занятого личным согласованием документов по задействованным службам.

Структуры отдела главного конструктора и представительство разработчика при ПАО ААК «Прогресс» положительно оценили ПО «Контроль массы» с точки зрения доступности к фактическим результатам контроля массы, а также возможности быстро рассчитывать сборочные единицы по входящим в спецификацию ДСЕ, позволяя экономить рабочее время.

Еще одно достоинство системы - сразу после проведения взвешивания результаты контроля отображаются на дисплее персонального компьютера у всех участников еще до согласования и оформления документов об измерении массы.

Подразделения цехов-изготовителей уже сейчас могут отказаться от ведения журнала контроля массы ДСЕ, на заполнение которого уходит много рабочего времени.

В сборочных цехах, при контроле массы крупных агрегатов, система позволяет более точно рассчитать их фактическую массу, так как в перечень комплектации включаются фактические массы установленных (или не установленных, в зависимости от производственной ситуации) ДСЕ. В случае отклонения массы с помощью ПО «Контроль массы» можно провести анализ этих отклонений.

Выводы и пути дальнейших исследований

Использование ПО «Контроль массы» на родственных серийных предприятиях позволит оперативно систематизировать результаты контроля массы ДСЕ, упростить и упорядочить работу конструкторских бюро, занятых проверкой контроля массы, а также позволит сделать их работу понятной и более прозрачной, поскольку данный ресурс устанавливается всем структурным подразделениям.

По анализу работы бюро весового контроля отмечается сокращение производственных затрат, ввиду исключения многократного взвешивания ДСЕ в подразделениях. Для бюро технического контроля упростились контроль номенклатуры ДСЕ и проверка количества измерений массы по каждому цеху.

Развитием автоматизированной системы контроля массы, как отмечалось, могут стать современные средства измерения массы с возможностью по электронному сигналу передавать результаты измерения массы и фотосъемки операции взвешивания непосредственно в ПО «Контроль

массы». Данное нововведение потребует наладить систему склада ДСЕ, что благоприятно отразиться на производстве.

Включение АСКМ в сеть, использующую защищенные каналы связи, позволило бы разработчику ЛА получать от предприятий-изготовителей информацию в режиме реального времени, что оказывало бы влияние на общую программу создания конструкции минимального веса, обеспечивающую выполнение заданных технико-экономических и тактических данных ЛА. Ожидаемый эффект от использования ПО «Контроль массы» очевиден и не требует дополнительных обоснований.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Отраслевой стандарт ОСТ 1 02562-85. Самолеты и вертолеты. Общие требования к измерению массы и определению положения центра массы.

2. Отраслевой стандарт ОСТ 1 02606-86. Самолеты и вертолеты. Контроль массы деталей, сборочных единиц и покупных изделий в серийном производстве.

3. Руководящие технические материалы ЦАГИ. Автоматизированная система весового контроля. 1976 г.

4. Стандарт организации СТО 690-2013. Контроль массы деталей, сборочных единиц и покупных изделий.

THIS ARTICLE IN ENGLISH SEE NEXT PAGE

Aircraft Designing and Manufacturing

Zinchenko A., Kumchenko I., Tarabanova V.

ANDREYI A. ZINCHENKO, Head, Structural Analysis Bureau, e-mail: kragi@mail.ru IVAN I. KUMCHENKO, Process Engineer, e-mail: ediablo@mail.ru VERA V. TARABANOVA, Maintenance Engineer, e-mail: ouriv@list.ru Arsenyev Airscraft Company Progress. 5 Lenin Square, Arsenyev, Primorski Region, Russia 692335

The automatic control over the weight of aircraft details and units

The article deals with the authors' automated system of automatic control over the weight of the aircraft assemblies which substantially simplifies the technological processes of their manufacturing. The advantages of the innovation and the algorithm of its exploitation in a serial production enterprise are presented in it.

Key words: automation, centre of mass, construction of minimum weight, control of mass, software, aircraft. REFERENCES

1. Industry Standard OST 1 02562-85. Planes and helicopters. General requirements for the measurement of mass and center of gravity determination. (in Russ.). [Otraslevoy standart OST 1 02562-85. Samoletu I vertoletu. Obshie trebovaniy k izmereniu massi i opredeleniy pologeniy zentra massu].

2. Industry Standard OST 1 02606-86. Planes and helicopters. Control weight parts, assemblies and finished products in the mass production. (in Russ.). [Otraslevoy standart OST 1 02606-86. Samoletu I vertoletu. Kontrol massu detaley, sborochnuh edeniz i pokupnuh izdeliy v seriynom proizvodstve].

3. Guiding technical materials TsAGI. Automated system for weight control. 1976 (in Russ.). [Rukovodyshie tehnicheskie materiali ZAGI. Avtomanizirovannay sistema vesovogo kontroly, 1976 g.].

4. Standard Control Organization STO 690-2013. Weight parts, subassemblies and purchased products. (in Russ.). [Standart organizazii STO 690-2013. Kontrol massi detaley, sborochnih ediniz I pokupnih izdeliy].