CC BY
3
MEASUREMENT OF HIGH-FREQUENCY CURRENTS IN COMMUNICATION LINES OF AIRCRAFT ELECTRICAL
COMPLEXES
V.Yu. Kirillov, A.A. Torlupa, M.M. Tomilin
The description of the system for measuring the amplitude values of high-frequency currents in two-wire communication lines of electrical complexes of aircraft is given. The measuring system consists of a device for transformation high-frequency currents into impulse voltages with further digital processing and presentation of the conversion results on a computer screen.
Key words: high-frequency currents, communication lines, electrical complexes, aircraft.
Kirillov Vladimir Yurievich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, kaf309@mai.ru, Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University),
Torlupa Andrey Alexandrovich, postgraduate, kaf309@mai.ru, Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University),
Tomilin Maksim Mikhailovich, candidate of technical sciences, docent, kaf309@mai.ru, Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University)
УДК 629.113
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-326-327
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОКОМПОНЕНТОВ В СОСТОЯНИИ ПОСТАВКИ В АВТОСБОРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
А.В. Крицкий, В.Н. Козловский, Е.В. Стрижакова, В.Д. Мосин
В статье представлены результаты анализа существующей на автосборочных предприятиях системы контроля качества электрокомпонентов в состоянии поставки.
Ключевые слова: автомобиль, бортовой электротехнический комплекс, качество, надежность.
Общие аспекты декларирования несоответствий на этапе входного и внутреннего контроля. Изделия (модули, детали, узлы или сырье, поставляемое поставщиком) могут быть задекларированы в случаях: не выполнения технических требований на комплектующие; выявления несоответствия на заводе при физической приемке изделия; если продукция требует доработки или замены, уровень ответственности поставщика определяется после анализа; если продукция повреждена по причине упаковки или при транспортировании и ответственность поставщика подтверждается [1, 2, 3].
Индикатор и принцип расчета. Точное число изделий с несоответствиями, поставленных поставщиком, определяется по следующим правилам: ориентировочная оценка на базе выборки не допускается; продукция, возвращаемая поставщику для анализа, не декларируется, она декларируется после получения информации о точном числе изделий с несоответствиями от поставщика; при поставке комплектов деталей в «синхронном» режиме, подсчет основывается на автомобилях: полученное количество равняется 1 и число деталей с несоответствиями ограничивается 1 независимо от числа деталей с несоответствиями в комплекте; при поставке сырья для декларирования материалов используется единица, соответствующая единице, используемой при заводской административной приемке.
ррдо _ Число изделий,задекларированных как имеющие несоответствия за конкретны период ^ 1000000 (1)
Число изделий,поставленных поставщиком за этот период
Все несоответствия декларируются как «технические», за исключением идентификационных несоответствий. Когда ярлык соответствует требованиям, но идентификатор не верен, деталь декларируется как имеющая идентификационное несоответствие.
Декларирование выполняется службой качества поставок в отношении изделий с несоответствиями, выявленных заводом по согласованию с поставщиком. В случае спора, служба качества, служба производства и служба производства силовых агрегатов определяют сторону виновную в несоответствии. Управление качества службы закупок отвечает за доведение результатов до потребителей и поставщиков (рис. 1).
Важно рассмотреть существующие подходы и инструменты контроля и мониторинга качества электрокомпонентов автомобиля в контексте организации процесса и с учетом полученных ранее данных о качестве автомобилей в период эксплуатации. То есть необходимо детализировать этапы контроля качества с точки зрения существующей практики, и посмотреть какие дефекты по группе электрокомпонентов выявляются в процессе производства автомобилей и сравнить их с дефектами в эксплуатации. Таким образом, можно более обоснованно совершенствовать производственные инструменты контроля и мониторинга качества электрокомпонентов, с прицелом на повышение качества автомобилей в эксплуатации.
Необходимо сразу же выделить важный аспект, который касается того, что на отечественных, в отличие от иностранных автосборочных предприятий, до сих пор действуют системы входного статистического контроля качества поступающей продукции от поставщиков.
ПОСТАВЩИК
Склад Производство
Физическая приемка
Не декларировать, вернуть для анализа
Поставщик сообщает точное число изделий с несоответствиями для декларирования
Без декларирования,если
разбраковка инициирована
или выполнена поставщиком
При хранении на удалении от конвейера
© ©
Декларировать, когда разбра ковка инициирована или выполнена заводом
ЗАВОД
Декларировать точное число изделий с несоответствиями
При хранении рядом с конвейером line
0 ^ 0 Оператор^^
Все несоответствия декларируются как «технические», за исключением идентификационных несоответствий (идентификатор не верен)
Декларировать точное число доработанных или замененных изделий
Сборка
J^L
К°нтр°ль ДОРАБОТКА
©© ©
1 L J L 1 1 1 I J 111
ОКОНЧАТ. СКЛАД АВТОМОБИЛЕЙ КОНТРОЛЬ ВЕДЕНИИ ЗАВОДА
СБОРОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР (или мехобработка) —►
Изд!лия разбра™ает: Служба продаж Т
С 1 ) Оператор (2 ) СКП ( 3 ) Поставщик
Без декларирования(вне завода)
Рис. 1. Принципы декларирования несоответствующих автокомпонентов
Почему этот вопрос так важен? Дело в том, что в настоящее время практически все мировые автосборочные предприятия работают в условиях максимального вывода за свои пределы производств по изготовлению автомобильных компонентов, подсборки узлов и агрегатов. Делается это в угоду экономической эффективности, когда головное автосборочное предприятие, по сути, занято только производством автомобилей из сборочных узлов, агрегатов и компонентов. В настоящее время производство компонентов внутри автосборочного предприятия редко превышает 20-25% от всей производственной номенклатуры, соответственно 75-80% комплектующих поступает на сборочные площадки из вне. И здесь очень важно выделить ключевые различия между организацией системы контроля качества поступающих компонентов в сборочное производство на отечественных и иностранных предприятиях:
1. во-первых, как правило, иностранными автосборочными предприятиями выстраивается довольно мощная и сложная информационно-технологическая система взаимодействия между головным предприятием и поставщиком, в рамках которой действуют инструменты мониторинга качества производства компонентой базы и логистики доставки продукции. В случае отечественных предприятий, такие системы находятся в стадии становления и повышения значимости;
2. наличие мощной информационно-технологической системы взаимодействия, в некоторой степени гарантирует прозрачность производственной системы поставщиков для специалистов-аналитиков качества автосборочного предприятия, то есть процессы производства компонентов находятся под постоянным дистанционным контролем специалистов головного предприятия. В случае отсутствия такой системы головное предприятие обеспечивает создание и функционирование службы контроля качества поступающей продукции от поставщиков;
3. международная практика, в части производства электрокомпонентов показывает, что даже наличие мощной и развитой информационно-технологической системы между головным предприятием и поставщиками не всегда гарантирует высокие показатели качества производства такой продукции. Именно сложность и активное насыщение автомобилей новой компонентной базой электрооборудования и электроники часто предопределяет необходимость выстраивания дополнительных инструментов контроля качества [4, 5].
Таким образом получается, что наряду с необходимостью развития информационно-технологических инструментов контроля и управления качеством действующих между головным предприятием автопроизводителя и поставщиками электрокомпонентов требуется развитие таких традиционных инструментов как системы внутреннего контроля качества на автосборочном производстве.
Но и здесь скрывается актуальнейшая комплексная проблема, заключающаяся в том, что существует задача обеспечения качества электрокомпонентов заданной номенклатуры в стадии поставки, когда при проведении контрольных операций и испытаний взаимное влияние связанных системой электрооборудования компонентов отсутствует, а есть задача связанная с обеспечением качества электрокомпонентов уже в составе системы электрооборудования автомобиля. Первая задача решается инструментами входного статистического контроля, и периодических испытаний малых партий компонентов [6, 7].
Попытки решения второй задачи просматриваются в части внедрения в технологический процесс производства автомобилей, на заключительном этапе, операции по тестированию компонентов в составе системы электрооборудования на предмет наличия стандартных ошибок и отказов, а также проведение выборочных испытаний автомобилей в цехе выходного контроля автосборочного производства.
Что представляет собой современная система выборочного входного статистического контроля качества поступающих электрокомпонентов?
Как было показано ранее, порядка 75-80% компонентой базы современного автомобиля производят поставщики. Электрокомпоненты, практически на 100% - эта продукция закупаемая автосборочными предприятиями на предприятиях поставщиков, соответственно все позиции отражающие требования к качеству компонентов прописываются в договорах поставки, на основе нормативно-технической документации автомобильных компонентов. Требования к качеству, автопроизводитель формулирует на этапе создания технического задания (ТЗ) и технических условий (ТУ) на изделие [8, 9].
Для оценки качества автокомпонентов используется график последовательного анализа. Для расчета графика определяются риски изготовителя и заказчика (а, Р), приемлемый и гарантированный уровень качества (р1, р2). Используя результаты принимаем:
£1 = ^(р*/р.); g2 = ^[(1^0/(1^2)]; а = ^[(1 -Р)/а]; Ь = ^[(1 -а)/р] (2)
Получаем уравнения:
Н1 = -
ь
Н2 =-
Б = -
ё 2
(3)
+ ё 2 + ё 2 + ё 2 h1, h2, S являются характеристическими константами, которые делают возможным построение графика последовательного анализа, который отражает линии приемки и браковки (рис. 2). Условием браковки партии является случай, когда число накопленных выявленных дефектов лежит на линии или выше линии браковки (О).
/2 = Б . п + Й2 (4)
Если дефектность определяется между линиями - проверка продолжается. Условием принятия решения о годности партии является случай, когда накопленное число дефектов лежит на, либо ниже линии приемки (£1):
/1 = Б. п - Й1 (5)
На рис. 2 представлен график последовательного анализа для партии электрокомпонентов объемом 1200
шт.
Рис. 2. График последовательного анализа
Далее, строится план приемочного контроля качества, с определением приемочного и браковочного числа с учетом риска поставщика и заказчика, а также допустимого процента дефектных компонентов (С, R). Среднее значение объема выборки, приемочное и браковочные числа, уточненные значения риска заказчика и поставщика с использованием кривых Пуассоновского распределения.
п =
пр\ Р1
Пр2
(6)
(7)
п = р2
Я = С +1 (8)
После определения основных параметров приемочного контроля величины, строится оперативная характеристика (рис. 3, а).
Р(М) = 2 (п *Р(М»' . е-«• р(м) (9)
а=0
где, р(М) - уровень дефектности партии изменяется в зависимости от количества дефектных изделий в партии (М), т. е. М может изменятся от 0 до N. Р(М) - вероятность приемки партии.
Далее, строится характеристика качества проконтролированной партии - доля брака, от которой зависит средний уровень выходного качества, т. е. средняя доля пропущенного брака (рис. 3, б):
Б(М) = р(М) • Р(М) • ^
где D(M) - процент пропущенного брака.
Теперь можно рассмотреть практические результаты реализации системы входного контроля автомобильных компонентов на примере продукции одного из крупнейших национальных автопроизводителей (таблица).
Итак, рассматривая практические результаты работы системы входного контроля автосборочного производства, сравнивая полученные результаты с полученными ранее данными отражающими качество электрокомпонентов в процессе эксплуатации можно сделать вывод от том, что в общем они не сильно коррелируются. И это
(10)
вполне обоснованный вывод, который формулируется на основании того, что оценка качества электрокомпонентов в процессе входного контроля реализуется в основном посредством внешнего осмотра и контроля качества электротехнических характеристик крайне ограниченной группы изделий, что связано с высокой трудоемкостью и необходимостью проведения входных стендовых испытаний. Очевидно и то, что другим выводом, который можно сделать в результате проведенного сопоставления, является то что электрооборудования при входном контроле проверяется по номенклатуре, без возможной оценки качества совместной работы, которую можно было бы реализовать с помощью, например, инструментов симуляции.
0.5
Р(М),°/о
\
р(М)
—15
5 --ГО-
Рис. 3. Оперативная характеристика и характеристика среднего выходного качества партии технических
устройств из главной группы N = 1200 шт
Топ - дефекты в поставке, выявленные на этапе входного контроля
№ п/п
Фото компонента
Описание дефекта
ррт, в состоянии поставки, 2018г.
Петли дверей - литьевые дефекты, отклонения по геометрии оси
112 000
Подшипник редуктора заднего моста - шум, стук при испытании
4 440
Передние и задние тормозные шланги - не соответствуют ТУ по показателю «осевая нагрузка»
49 100
Не герметичность термостата
108 850
Перегорание лампы заднего фонаря
1 563
г,
Шум, скрип, стук электростеклоподъемника
6 660
Подшипник муфты сцепления
1 846
Сальник коленчатого вала задний
9 817
2
3
4
5
6
7
8
__j Цели и обязательства в состоянии поставки
1500
г 1000 i £ 3
Л I
л
g. wo
о
|* РРМспо - уровень дефектности в cof тая нам пост а ьки.аерера роткн и при "0" [I IIII г ■• I |
Рис. 4. Диаграмма целей при организации системы входного контроля качества автосборочного производства
На рис. 4 представлена диаграмма формирования целей в области качества для системы входного контроля автосборочного предприятия. Как видно, для отечественной практики актуальны количественные индексы на уровне от 40 до 1350 ppm, в то время как для зарубежной практики действуют количественные уровни 18 ppm для европейских автопроизводителей, 5 ppm - для японских автопроизводителей.
Список литературы
1. Биктимирова, Г.Ф. Разработка метода информационно-технологического сопровождения качества автокомпонентов на этапах подготовки производства: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.02.23 / Г.Ф. Биктимирова. Москва, 2018. 22 с.
2. Благовещенский Д.И. Инструменты управления качеством при проектировании новой автомобильной техники / Д.И. Благовещенский, В.Н. Козловский, Р.Р. Гафаров, Н.Р. Шахов // Автомобильная промышленность. 2021. № 5. С. 1 - 7.
3. Благовещенский Д.И. Разработка методологии и инструментария комплексной программы улучшений для повышения конкурентоспособности машиностроительных (автосборочных) предприятий. дис. ... докт. техн. наук : 05.02.23 / Д.И. Благовещенский - Самара, 2021.
4. Козловский В.Н. Обеспечение качества и надежности системы электрооборудования автомобилей: диссертация д-ра техн. наук / В.Н. Козловский. Тольятти, 2010. 440 с.
5. Козловский В.Н. Обеспечение качества и надежности электрооборудования автомобилей: монография. Тольятти: ТГУ, 2009. 274 с.
6. Petrovski S.V. Intelligent diagnostic complex of electromagnetic compatibility for automobile ignition systems / V.N. Kozlovski, A.V. Petrovski, D.F. Skripnuk, V.E. Schepinin, E. Telitsyna // Reliability, Infocom Technologies and Optimization (Trends and Future Directions). 6th International Conference ICRITO. 2017. С. 282-288.
7. Козловский В.Н. Перспективные системы диагностики управления автономным транспортным объектом / В.Н. Козловский, В.В. Дебелов, О.И. Деев, А.Ф. Колбасов, С.В. Петровский, А.П. Новикова // Грузовик. 2017. № 6. С. 21-28.
8. Козловский В.Н. Развитие проектов электромобилей и автомобилей с комбинированной энергоустановкой / В.Н. Козловский, Д.В. Айдаров, М.М. Васильев, В.В. Дебелов // Грузовик. 2018. № 6. С. 18-21.
9. Козловский В.Н. Моделирование энергоемких накопителей автомобильной комбинированной энергоустановки / В.Н. Козловский, В.И. Строганов, В.В. Дебелов, С.В. Петровский // Грузовик. 2018. № 11. С. 13-14.
Крицкий Алексей Викторович, аспирант, kritskiyav@yandex.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Козловский Владимир Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, Kozlovskiy-76@mail.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Стрижакова Елена Владимировна, канд. техн. наук, доцент, a-ezhova@yandex.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Мосин Владимир Дмитриевич, канд. техн. наук, доцент, yanbacha@yandex.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет
QUALITY CONTROL SYSTEM FOR ELECTRICAL COMPONENTS AS DELIVERED A.V. Kritsky, V.N. Kozlovsky, E.V. Strizhakova, V. D. Mosin
The article presents the results of the analysis of the existing quality control system for electrical components in the state of delivery at car assembly enterprises.
Key words: car, on-board electrical complex, quality, reliability.
330
Kritsky Alexey Viktorovich, postgraduate, kritskiyav@yandex. ru, Russia, Samara, Samara State Technical
University,
Kozlovsky Vladimir Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, Kozlovskiy-76@mail.ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Strizhakova Elena Vladimirovna, candidate of technical sciences, docent, a-ezhova@yandex.ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Mosin Vladimir Dmitrievich, candidate of technical Sciences, docent, yanbacha@yandex.ru, Russia, Samara, Samara State Technical University
УДК 621.314.232
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-331-332
СТРУКТУРНОЕ И ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ КАК ЭЛЕМЕНТА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
В.Н. Аносов, В.М. Кавешников, Е.О. Орел
В работе проводится верификация разработанной авторами структурной схемы источника питания путём имитационного и структурного моделирования в программной среде МайаЬ/БтмИпк и сравнение результатов с экспериментальными характеристиками. Показана идентичность переходных процессов, полученных при моделировании и эксперименте. Погрешность результатов сравнительного анализа не превышает 5%.
Ключевые слова: однофазный трансформатор, холостой ход, переходные процессы, структурная модель, имитационная модель.
В настоящее время актуальными являются исследования транспортных средств (ТС) с гибридными и комбинированными энергоустановками, посвященные поиску наиболее приемлемых схемных и конструктивных решений, а также их алгоритмов управления.
Стремление создать более совершенные ТС привело к использованию бесконтактной передачи электроэнергии к транспортным средствам, что является широко исследуемой задачей [1-4]. В частности, технология бесконтактного электропитания от заложенного в дорожное полотно кабеля применяется рядом мировых инновационных компаний [5-8].
При математическом описании существующих или проектировании вновь создаваемых систем автоматического управления специалистами широко используются структурные схемы. Они дают наглядное представление о составе элементов системы, их взаимодействии между собой и облегчают процесс анализа и синтеза САУ.
В своей статье "Математическое описание источника питания для бесконтактного подвода энергии как элемента системы управления" [9] авторами данной работы разработана структурная схема однофазного двухобмо-точного трансформатора с воздушным зазором и сформулированы задачи дальнейших исследований, одной из которых является моделирование источника питания в программной среде МайаЬ/БтиЦпк и верификация предлагаемой структурной схемы.
Для оценки адекватности полученного математического описания предлагается провести сравнение результатов моделирования с экспериментальными характеристиками, приведенными в работах [10-12], в которых исследуются переходные процессы при включении трансформатора в сеть на холостом ходу.
Модели трансформатора. Структурная. В режиме холостого хода вторичная обмотка трансформатора разомкнута. Вследствие этого математическое описание электрических и магнитных процессов в операторном виде [9] претерпевает изменения и принимает вид:
иг = и^Фр + ¿0г1(Г1р + 1)
г = л1(г1 + 12)
F = '
Ф = Ь1Б1
где и1 - питающее напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора; w1 - число витков первичной обмотки; Ф - магнитный поток; £0 - ток холостого хода трансформатора; г1 - активное сопротивление первичной
обмотки; Т1 = Ь7Г1 - постоянная времени первичной обмотки; - индуктивность первичной обмотки; F - магнитодвижущая сила (МДС) трансформатора; - напряженность магнитного поля первичной обмотки; 11 и 12 - длина магнитопровода на стороне первичной и вторичной обмоток; Ь1 - магнитная индукция поля первичной обмотки; - площадь сечения магнитопровода трансформатора.
Структурная схема трансформатора в этом случае примет вид (рис. 1)
В данной структурной схеме зазор не учитывается, так как экспериментальные исследования проводились на трансформаторе, не имеющем воздушного зазора.
Полученная структурная схема представляет собой нелинейный объект управления, позволяющий исследовать переходные процессы тока холостого хода при пуске трансформатора из ненамагниченного состояния. Электрическая компонента представлена апериодическим звеном первого порядка. Магнитная компонента содержит нелинейность Ь1{К), представляющую собой кривую намагничивания магнитного материала сердечника первичной обмотки. Коэффициенты звеньев структурной схемы могут быть определены из каталожных данных выбранного однофазного трансформатора.
