CC BY
236
УДК 687.053
ДИАГНОСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ШВЕЙНОЙ ПРОДУКЦИИ
Ермаков Александр Станиславович, кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой технологии, конструирования и экспертизы изделий,
Стародубцева Елена Ивановна, аспирант кафедры технологии, конструирования и экспертизы изделий, [email protected],
ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»,
г. Москва
DIAGNOSTICS OF TECHNOLOGICAL DEFECTS IN GARMENT MANUFACTURING
Yermakov A.S., Starodubtseva E. I.
Основным фактором обеспечения конкурентоспособности продукции (услуг) является ее качество. Ведущая роль в обеспечении качества одежды (услуг) принадлежит технологическому процессу, в ходе которого достигаются изменения форм, размеров, состояния и свойств материалов. Для поддержания качества технологического процесса на должном уровне им надо управлять. Использование систем контроля и диагностирования позволяет автоматически корректировать параметры обработки для обеспечения безотказного и надежного функционирования технологического процесса. Системы контроля и диагностирования выявляют возможные отклонения в диагностических параметрах операций процесса и принимают решения о выполнении операции.
Ключевые слова: технологический процесс, качество изделий, технологические дефекты, диагностика дефектов, экспертные системы.
The main factor to ensure competitiveness of goods and services is their quality. The leading role in guaranteeing goods and services quality is given to a technological process during which form, size, state and characteristic changes in material are achieved. To maintain the quality of a technological process it should be governed. Control and diagnosing system use allows correcting process parameters automatically to provide technological process safe and failure-free operation. Control and diagnosing systems identify deviations in the process operation testing parameters and take decisions concerning the carrying out of the operation.
Key words: technological process, quality of goods, technological defects, defect diagnosing, expert systems.
Качество изготовления швейной продукции во многом зависит от принятой технологии ее изготовления и соблюдения требований при выполнении каждой технологической операции. Поэтому выбор объектов контроля качества в технологическом процессе изготовления одежды необходимо производить с учетом сложности обработки и важности того или иного ее узла в обеспечении общего уровня
качества одежды. Но проблема повышения качества одежды для индивидуального потребителя в условиях применения в технологических процессах многофункционального оборудования, частой смены моделей одежды и технологических параметров его обработки и др. является еще мало изученной. Существует много факторов, сдерживающих процесс выпуска качественной одежды в условиях функционирования гибких технологических процессов, к которым в первую очередь относится отсутствие методик оперативного определения причин, вызывающих появление дефектов, и способов их устранения. Применение современных знаний и средств в создании систем искусственного интеллекта и их реализация в технологических системах для обеспечения качества изделий является актуальной задачей.
Технологические дефекты - это дефекты поузловой обработки, швов, ниточных соединений, строчек или стежков. Каждый технологический дефект швейного изделия рассматриваем как отклонение, превышающее допустимые значения от параметров, установленных требованиями ГОСТ [1], ОСТ [6], технических условий или другой нормативно-технической документации на изделие или принятых в эталоне или образце на него [3]. При фабричном изготовлении швейного изделия на него составляется и утверждается конструктивно-технологическая документация (КТД), которая должна определять его конструктивно-технологическое решение и соответствовать требованиям, принятым в отрасли к производству данного вида изделий [3].
Определение класса дефекта производится на основе использования теории распознавания образов. Так, для установления в технологической системе (ее подсистемы или одного из ее объектов) класса дефекта, отказа или неисправности при ее диагностике необходимо прежде всего его распознать, т.е. установить его класс. Распознавание может выполняться на основе восприятия объекта человеком или через автоматизированную систему распознавания (рисунок 1).
Объект Исходные Признаки Дефект
даностики данные
Рисунок 1 - Общая схема распознавания дефекта технологической системы
Через органы чувств оператора или через датчики [4] происходит снятие с объекта исходных данных. Датчики в системе устанавливаются в зависимости от физической природы регистрируемых данных [2] (визуальные объекты, шум, температура, сила и т.п.). В блоке предварительной обработки происходит устранение искажения данных из всех данных и отбор (поиск) характеристик - признаков дефекта, отказа или неисправности. Классификатор в автоматизированной системе обрабатывает базы данных по дефектам, отказам или неисправностям (в зависимости от того, на что настроена система или что диагностируется). В базе данных указываются признаки или диагностируемые параметры дефекта, отказа или неисправности, которые позволяют установить конкретные их параметры.
В общей классификации технологических дефектов на швейно-трикотажные изделия [7] различают следующие их признаки: по этапу производства
(подготовительный, раскройный, сборочный, отделочный, транспортировка и т. п.) и месту проявления в изделии, т. е. в конструктивно-технологическом узле, шве, а также соединения изделий или стежков в соединении и т.п.
Возможные разновидности дефектов в изделии
Рисунок 2 - Общая схема контроля качества швейного изделия
При общем контроле (экспертизе) качества изделия объектом является само швейное изделие. При рассмотрении каждого нижестоящего иерархического уровня
объектом контроля качества изделия становятся его составные элементы согласно общей схеме контроля качества швейного изделия (рисунок 2).
Для распознавания технологического дефекта на каждом уровне происходит осмотр или измерение параметров обработки изделия и сравнения с теми требованиями, которые предъявляются к нему. Если отклонения в параметрах обработки превышают технологический допуск на них, то данное отклонение в параметрах обработки признается как технологический дефект соответствующего иерархического уровня, вида и определенного конструктивно-технологического объекта.
К диагностическим параметрам технологических дефектов сборки изделия относят на соответствующем уровне параметры, характеризующие:
1) изделие:
- соответствие технологических свойств обрабатываемого материала на изделие параметрам технологии, представленной в конструктивно-технологической документации (КТД) на изделие;
- требуемое по КТД на изделие совпадение рисунков сборочных единиц в изделии;
- соответствие состава и расположения сборочных узлов конструктивнотехнологическому решению, представленному в КТД на изделие;
- отсутствие загрязнений и пороков на материале изделия;
- соответствие КТД размеров основных деталей изделия и др.;
2) конструктивно-технологический узел:
- соответствие параметров, характеризующих технологию обработки узла, требованиям КТД;
- требуемое по КТД на изделие совпадение рисунков на деталях в сборочных узлах изделия;
- соответствие размеров деталей изделия КТД и др.;
3) соединение:
- соответствие параметров и допусков на них, характеризующих технологию выполнения соединения, требованиям КТД (вид, расположение, геометрические размеры и др.);
- соответствие состава и расположения деталей в соединении конструктивнотехнологическому решению, представленному в КТД на изделие и др.;
4) шов:
- соответствие параметров и допусков на них, характеризующих технологию выполнения шва, требованиям КТД;
- соответствие состава и расположения деталей в шве конструктивнотехнологическому решению, представленному в КТД на изделие и др.
5) строчку:
- соответствие параметров и допусков на них, характеризующих технологию выполнения строчки, требованиям КТД (вид, тип стежка, расположение строчки относительно других элементов изделия, геометрические параметры стежка и др.).
Для проведения экспертизы качества изделия рационально разработать экспертную систему по определению соответствия изделия требованиям, а при их нарушении - для установления вида дефекта и способа его устранения. Для экспертизы качества изготовления швейного изделия в качестве объекта экспертизы и диагностики выступают результаты обработки изделия в технологическом процессе: от изготовления изделия в целом до выполненных стежков в нем.
В экспертной системе первоначально рассматривается изделие в целом, затем материал, конструктивно-технологические элементы, швы, строчки и стежки. Каждый объект экспертизы и диагностики исследуется на соответствие его нормативнотехническим требованиям и принятым рекомендациям к нему по технологии изготовления. При несоответствии диагностируемого параметра нормальному его значению и выходу его за предельно-допустимое значение диагностируют причину отказа, устанавливая вероятные объекты диагностики неисправности элементов технологической системы технологического процесса.
Для построения автоматизированных систем оперативного контроля, управления и диагностирования технологических дефектов в технологическом процессе изготовления изделия необходимо подготовить формальное описание причин его происхождения. На первом этапе важно правильно установить вид дефекта, его подвид и группу. По установленной классификации технологических дефектов в изделии в автоматизированной экспертной системе определяется объект производства, процесса или технологической системы для поиска ее неисправности.
По этапам производства различают следующие виды технологических дефектов [7]: подготовительные, раскройные, сборочные, влажно-тепловой отделки,
транспортировки и хранения. Технологический дефект в изделии на каждом из этапов его изготовления может быть установлен, если установлено несоответствие между результатом выполнения этапа производства (операции) и требованиями, предъявляемыми к результатам выполненной технологии на данном этапе (операции).
Каждый из объектов технологической системы на уровне технологического процесса производства может стать объектом диагностирования, а именно: технологический процесс определенного иерархического уровня технологической системы, совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения (рисунок 3), оргоснастка технологического оснащения, материал, сырье, полуфабрикат, изделие, системы управления процессом, программные и технические средства, транспортные средства связи между операциями, исполнители и др.
Рисунок 3 - Структура объекта диагностики причин дефекта в технологической системе
Каждый из этих объектов технологической системы может иметь свои неисправности и нарушения, которые приводят к появлению технологических дефектов. Объектом диагностики может также стать конструкторско-технологическая документация на изделие. Если допущена ошибка в разработке технологии, то она может стать причиной дефекта в работе технологической системы.
Выходные параметры технологической системы включают не только ее параметры работы, но и результаты ее функционирования. Результатом работы технологической
системы является изделие (полуфабрикат). Для распознавания дефекта в нем необходимо знать:
- виды и группы классификации конструктивно-технологических решений швейных изделий;
- диагностические параметры обработки изделия на каждом иерархическом уровне его рассмотрения;
- допустимые отклонения диагностических параметров от установленных требований;
- способы определения диагностических параметров и признаков технологических дефектов;
- диагностические признаки классификации дефектов швейных изделий и, в частности, классификацию технологических дефектов и др.
Диагностика части процесса выполняется в зависимости от уровня объекта диагностики, а также вероятной причинно-следственной взаимосвязи между дефектом и возможными причинами. Если параметры дефекта таковы, что однозначно указывают на причину его вызвавшую, то отмечают не только стадию производства, часть процесса, но и технологическую операцию, на которой, вероятно, допущен дефект.
При диагностике причин технологического дефекта можно использовать граф технологического процесса (на уровне конструктивно-технологических блоков, модулей, технологически неделимых операций, приемов, рабочих процессов и т. д.) и составляющих элементов процесса.
В автоматическом производстве диагностирование технологии может рассматриваться на всех этапах производства. Контроль и диагностика процесса в автоматическом режиме выполняется с использованием датчиков [4] контроля и регистрации диагностических параметров операций процесса производства (от выполнения рабочих процессов технологического оборудования до транспортноскладских операций между автоматами или внутри автоматической линии). Нарушение или превышение предельно допустимых диагностических параметров и характеристик технологической системы указывает на причину появления дефекта на данном этапе технологического процесса. Так происходит контроль и диагностика операций изготовления вышивки на вышивальных автоматах, постельного белья в автоматической линии, изделий бельевого трикотажа на автоматической поточной линии, а также окончательно влажно-тепловой обработки изделий на автоматизированной линии и др.
Если причиной технологического дефекта является неисправное функционирование в технологической системе швейной машины, то диагностика неисправностей швейной машины [5] производится по общей схеме, представленной на рисунке 4.
Рисунок 4 - Схема автоматизированного распознавания и диагностирования неисправностей в швейной машине
В настоящее время существующие способы и методы технической диагностики не вполне могут быть применимы при диагностике швейных технологических систем при их эксплуатации. Для оперативной диагностики швейных технологических систем необходимо использование и совершенствование методов диагностирования с наполнением их содержания информацией и знаниями о методах проведения диагностирования технологических дефектов в швейных технологических системах. Наиболее привлекательны те методы диагностирования, которые могут быть формализованы, представлены математически и программно реализованы в компьютеризованных швейных машинах.
Для обучения персонала и проведения экспертизы изделий желательно разработать экспертные системы оценки качества изделий, а для оперативного контроля, управления и диагностирования причин технологических дефектов - автоматизированные системы. В основу их построения могут быть положены представленные структурные схемы определения параметров технологических дефектов и причин их вызвавших.
Литература
1. ГОСТ 12566-88. «Изделия швейные бытового назначения. Определение сортности».
2. Дианов В.Н. Диагностика и надежность автоматических систем: учеб.пособие. М.: МГИУ, 2004. 160 с.
3. Кокеткин П.П. Одежда: технология - техника, процессы - качество. М.: Изд-во МГУДТ, 2001. 560 с.
4. Колчин А.В. Датчики средств диагностирования машин. М.: Машиностроение,
1984.
5. Ермаков А.С. Оборудование швейных предприятий В 2 ч. Ч. 2. Машины-автоматы и оборудование в швейном производстве: учебник для нач. проф. образования / М.: Академия, 2009.
6. ОСТ 17-835 «Технические требования к стежкам, строчкам и швам». М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1980.
7. Рахманов Н.А., Стаханова С.Н. Устранение дефектов одежды. 2-е изд. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1985. 128 с.
