Механизм обеспечения эксплуатационных характеристик изделий технологическими способами Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 621.075.32

МЕХАНИЗМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДЕЛИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СПОСОБАМИ

В.Г. Грицюк, Е.В. Смоленцев, Б.И. Омигов

Рассмотрена математическая модель, устанавливающая стохастические зависимости между требованиями к изделиям в период их эксплуатации и выбором технологических методов, обеспечивающих качественные показатели продукции

Ключевые слова: эксплуатация, качество, технология

Технологические методы изготовления изделий представляют многообразие приемов, обеспечивающих однородные технологические показатели, зависящие от различных случайных факторов, которые изменяются в широких пределах в период проведения операции. Такие изменения могут возникать под действием внешних и внутренних причин, что еще в большей степени делает их действие стохастическим [1]. Это требует установления закономерностей управления механизмом выбора технологических приемов, рассматривая их как векторные величины непрерывные по характеристикам в течение интервалов времени обработки.

Значительная часть дефектов выявляется в период испытаний изделий на промежуточной, окончательной стадии заводских испытаний, в процессе предполетной подготовки (для ракетнокосмических систем, авиационных изделий), плановых периодических испытаний. Здесь появление дефектов зависит от факторов, предшествующих испытаниям. Их появление и значимость могут рассматриваться как случайные явления, устранение которых возможно конструкторскими и технологическими методами.

В связи с принятой концепцией воздействия могут изменяться в зависимости от состояния конкретного технологического приема. Тогда функция распределения {Г(х)} представляет вероятностную (Р) связь воздействия со случайной величиной х в пределах заданного значения х

Г (х) = р{х( х}

(1)

Грицюк Василий Григорьевич - ВГТУ, канд. техн.

наук, доцент, тел. (4732) 34-81-45

Смоленцев Евгений Владиславович - ВГТУ, канд.

техн. наук, доцент, тел. (4732) 34-81-45

Омигов Борис Иванович - ВГТУ, аспирант, тел

(4732) 34-81-02

Воздействие технологического фактора по времени {-(т)} рассматривается, как дискретная функция, имеющая в момент времени Т значение

Г (Т, х) = р{х(т)< х} (2)

Очевидно, что величина х(Т) отражает совместное воздействие N технологических факторов на качество {г(т, х)} изделия. Каждый интервал времени воздействия обеспечивает показатель (у) качества конкретного изделия, определяя его эксплуатационные показатели. Количество единиц изделий (к) в

рассматриваемый период (Т) действия случайного фактора (х ) определяет качественные показатели продукции, передаваемой

потребителю для эксплуатации. Они ограничены техническими требованиями, заданными

разработчиком.

Тогда векторное значение технологического воздействия {хТ)} может быть выражено через величины х

х(т) = {х1(т), х2(т),--х^ (т)} (3) В (3) все результаты (у) N воздействий подчиняются установленным ограничениям технологических параметров (допускам).

Тогда по [2] функция распределения для воздействий имеет вид

Ті,Т2,...ТК,

V Х.1,...Х1к ,

5-Х *Х .. = р■

чХЩ , Х^ ,...ХЯк )

р|Л ^(тХ , Хі (т

х1(т1)( х1і, ХіСтХ X ^;

Х2(Т XХ21 ’ Х2 (Т2 XХ2 2 ,."Х2 (Тк XХ2 к

ХМ (ТіХХМ, , ХМ (Т2 XХМ2 ,...ХИ (Тк ХХМ

(4)

Здесь П - суммарный показатель

воздействия технологических факторов.

Связь между технологическими

воздействиями (х) и эксплуатационными

показателями (у) выражается функциональной зависимостью (р)

У = Ф) , (5)

В момент выявления нештатной ситуации величина у выходит за установленные граничные

условия для исследуемого показателя

у)УН ±[ау]> (6)

где Ун - номинальное значение

эксплуатационного показателя; [аУ] - предельная

да да

величина

изменения

У Н’

установленная

нормативными документами.

Тогда на изменение параметра у влияет интенсивность технологического воздействия ( х ), которое зависит от его вида и оценивается через коэффициент значимости (& ) для «і»

воздействия. Для этого требуется установить изменение ду от полученного при испытаниях значения х. Границы изменения каждого «і» параметра х заданы в пределах а; в

О (ДУ) = р{х< х} (7)

Если принять функцию «^» в (5) гладкой

монотонно изменяющейся, то ее распределение по [1], [2] примет вид

О(Д у) = ї Е (х)йх

(8)

При известном законе (5) функция распределения получает численные значения, дающие возможность разработать механизм управления качеством изделий на основании статистической информации о появлении нештатных ситуаций в процессе испытаний и предполетной подготовки изделий, что позволяет обоснованно подобрать эффективные

технологические приемы для ликвидации возможности повторения причин нарушения работоспособности изделий. Кроме того, открывается возможность заранее разработать новые технологические процессы, эффективно повышающие качество изделий.

Выбор наиболее действенных и обоснованных технологических приемов также строится на базе статистики и подчиняется стохастическим закономерностям.

х = {, х2,..., х^ } (9)

Критерием оценки при выборе технологического приема может служить: уровень разработки (известность, результаты использования, наличие, доступность); уровень воздействия на качество продукции; технический уровень изделия; технико-экономическое обоснование.

С учетом (5) закон распределения случайной величины по [2]

О(Ду) =ї(Л-1) И ї /1|2Д...л(хі| Х2,..лм)хі

—да —да

■■Хи)< У

(10)

х f2x-.Ni (х2,..Хи )х2..йхл

Здесь плотность распределения величины

х

да

$2,3,...,N (х 2,...х! )= ї/(хі , х2 ,...хN )хі (11)

—да

Условием обоснованного выбора требуемого технологического процесса для устранения конкретного отклонения (д у) будет

х2, х2 + йх2

х3, х3 + йх3

(12)

хл,хл +йхл

Если учесть реальное время, в течение которого принятый прием воздействует на исследуемые показатели качества и надежности, то получаем зависимость (13), близкую к (4).

Зависимость (13) является математическим инструментом для отбора возможных вариантов технологических процессов, обеспечивающих требуемые эксплуатационные характеристики изделий. После первичного отбора вариантов может потребоваться экспертный анализ, который проводится по известным методикам, например по [3].

ОДу) = ї(і—1) ]

(т Т Т ^ ■‘К

х1:,хі2,..х1к,

ї /12,3, N х21х22,..х2К, йхі

^(х(г)],...х(г)і )< у

^хлі, хІ2,..хік J

(13)

х/у

х21, хг1,..х2к

йх2..йхі

\хц, ХЛ2,--ХЛК у

Зависимость (13) можно заметно упростить, если принять, что рассматриваемые технологические приемы не зависят друг от друга. Тогда

да да| I

О(Ау) = |(У-1) |/ (х\)с1х1/¡(х* )../к(хм)с1х2..скм(14)

-да -дафр-.-хм) ]

В качестве примера выбора технологических приемов рассмотрены некоторые случаи, возникающие на этапе жизненного цикла изделия от изготовителя до стартовой площадки при предполетной подготовке.

х2, х3,..., хі Є <

х

отклонения параметра Ai, влияющего на

качество, надежность и работоспособность изделия.

Ауг = к/зА ^[ау ] (15)

В таблице приведены некоторые

возможные решения по устранению негативного

воздействия причин появления нештатных ситуаций

Значимость действия каждого источника оценивают по (15) в зависимости от заданной величины предельного (допустимого) изменения каждого параметра. В случае, если даже

повреждения не вызывают отклонений в работе изделия или его прочности, то возможно выполнить восстановление на месте путем, например, замены поврежденных элементов. Это, как правило, осуществляется с участием представителя предприятия-изготовителя и разработчика.

На рисунке приведен алгоритм выполнения работ по восстановлению эксплуатационных характеристик изделий.

По информации, типа приведенной в таблице, выполняют анализ нештатной ситуации, оценивают ее значимость, уровень нарушения работоспособности изделия (если это имеет место), обосновывают необходимость и объем испытаний объекта. При положительных результатах испытаний выполняют регламентные работы и передают изделие на хранение.

При наличии отклонений в работе (в том числе в случае обнаружения повреждений) принимают решение о месте устранения замечаний и дефектов. Это может быть у потребителя (замена агрегатов, узлов, деталей аттестованными специалистами), у изготовителя, на ремонтных предприятиях. В случае необходимости выполняют повторные полные или частичные испытания и по их результатам судят о возможности дальнейшего использования техники или принимают решение о путях восстановления ее качества и работоспособности при эксплуатации.

Литература

1. Кузнецов Л.А. Статистическая оценка качества при управлении технологией / Л.А. Кузнецов, В.В. Ведищев // Состояние и перспективы развития научнотехнического персонала Липецкой области. Липецк: Администрация Липецкой области, 1993, ч.1. - С.214-216

2. Веденеев В.В. Управление качеством проката с учетом случайной связи распределений технологических факторов и свойств // Дис. на соиск. уч. ст. к.т.н., Липецк: ЛГТУ, 1997. - 208с.

3. Смоленцев В.П. Исследование векторного критерия нестрогого предпочтения при выборе допустимых решений // В.П. Смоленцев, Н.М. Бородкин // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологии, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса. Межвуз. сб. науч. тр., вып.8, ч.2 , Воронеж: ВГЛТА, 2003. - С .5-15

Алгоритм выполнения работ по восстановлению эксплуатационных характеристик изделий

№ п/п Источник возникновения нештатной ситуации Возможные варианты нештатных ситуаций

Утрата работоспособности изделия Повреждение упаковки или изделия Повреждение упаковки

k із Управленческие решения k із Управленческие решения к,з Управленческ ие решения

1. Авария при транспортировке от исполнителя к заказчику 0,1-0,2 Отправка изготовителю на восстановление работоспособности 0,03-0,05 Испытания, контроль, обоснование места восстановления 0-0,03 Испытания и контроль у заказчика

2. Нарушения условий хранения 0,1-0,2 Испытания и контроль состояния и сроков Обоснование возможности и места восстановления 0,01-0,05 Испытания и контроль на месте, обоснование необходимости и места восстановления 0-0,2 Испытания и контроль на месте (кроме продления сроков хранения)

3. Нарушения регламента предполетной подготовки 0,2-0,3 Испытания и принятие решения о месте восстановления работоспособ- ности Наказание виновных 0,03-0,05 Анализ причин, испытания и профилактика нарушений 0,1-0,2 Инструмента льный контроль и испытания Уточнение регламента

Воронежский государственный технический университет

MECHANISM OF ENSURING PRODUCT OPERATING CHARACTERISTICS BY TECHNOLOGICAL METHODS

V.G. Gritsyuk, E.V. Smolentsev, B.I. Omigov

The article covers mathematical model that determines stochastic dependence between requirements to products during their operation and selection of technological methods ensuring product qualitative indices

Key words: operation, quality, technology