CC BY
46
УДК 621.45 - 62-15:629.1.056
МОДЕЛИРОВАНИЕ «КАЧЕСТВА» В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЕМ РЕМОНТА
А.М. САВВИНА, Ю.Н. МАКИН
В статье рассмотрено понятие качества, как философской категории, и предложен метод мегамоделирования в автоматизированных системах проектирования ремонта.
Ключевые слова: качество, ремонт машин, моделирование.
В ряде работ [1] показана необходимость разработки философии ремонта машин, как прикладного направления философии техники. В статьях 2, 3 приведены её основные функции: гносеологическая, гуманистическая, регулятивная и прогностическая. В докладе [4] обоснована важность и относительность понятия «качество» применительно к техническим устройствам. Концептуальным понятием во вновь разрабатываемой философии является философская категория «качество». Его фундаментальность объясняется следующим рассуждением. Что интересует человека в технике? Качество, как степень удовлетворения потребности субъекта в выполнении какой-то работы с помощью технического объекта (машины). Качества машины как самостоятельного понятия не существует. Под ним понимают перенесённую на технический объект «удовлетворённость» субъекта машиной. Абстрагирование этой «удовлетворённости» от отдельного индивидуума к их сообществам, происходит путём выделения «математического ожидания» общественных потребностей с некоторой дисперсионной корреляцией. Это фьючерсное «ожидание потребностей» определяется стратегическим планированием маркетинга и последующим исключением из потребного качества всяческих «вкусовых» понятий, которых нельзя измерить. Таким образом формируется потребное квалиметрическое качество, которое можно подсчитать и измерить. Для сложных машин это совокупное, интегральное качество объекта разбивается на единичные квалиметрические качества, объединение которых и является философской категорией качества машины. Каждое потребное единичное квалиметрическое качество машины можно получить путём ряда итераций: расчёт, проектирование, технологическая подготовка, изготовление, испытание.
Важным моментом полученного качества машины является то, что оно должно сохранять свои единичные квалиметрические показатели по времени эксплуатации. Это обуславливает включение в ряд качественных показателей условия эксплуатации: как долго изделие можно использовать по назначению без выхода определённых показателей качества за допустимые пределы, какие работы; с какой периодичностью и трудоёмкостью их надо производить, чтобы увеличить сроки этой эксплуатации и, наконец, возможность проведения работ по приведению вышедших за пределы допустимого качественных показателей в исходное «качественное» состояние», их трудоёмкость и степень сложности.
С учётом сказанного, качество машины есть некий набор const, каждая из которых состоит из номинальной величины и разрешённых допусков на отклонение от номинала.
Сейчас модным направлением в науке стал «менеджмент качества». Учитывая, что «менеджмент» это «управление», можно сказать «управление качеством». Но, возникает вопрос, а можно ли управлять const? Управлять можно лишь динамическими параметрами. Для технических систем это мониторинг (зачастую в режиме реального времени) величины const. Когда она выходит за установленные пределы, изделие становится некачественным и тогда действительно необходимы какие-то управленческие воздействия, чтобы возвратить утраченное качество.
Как было обосновано в работе [5], в технике этот менеджмент разделён на две концептуально различные задачи. Техническое обслуживание (с мониторингом-диагностикой) преследует цель
продлить на как можно большее время выход const за пределы допуска. Капитальновосстановительный ремонт направлен на возвращение качества в пределы установленного допуска.
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что в основе философии техники и, в частности, философии ремонта машин, философская категория «качество» играет довлеющую, фундаментальную роль. В связи с этим возникает вопрос о возникновении (ретроспекции) этой философской категории и её эволюционировании. Данному вопросу посвящено много работ, например [6], где приведены и библиографические источники по теме. Но, в приложении к философии ремонта машин, категория качество рассмотрена впервые.
Как известно, дефиниция «качество», как философская категория, введено в научный оборот Аристотелем в его Метафизике [7]. Необходимо отметить, что рассуждения о качестве пронизывают весь трактат. Учёный как бы нащупывает подходы к этой категории и развивает её на всём протяжении исследования. В связи с этим, не совсем корректно, когда исследователи выделяют из Метафизики несколько цитат-сентенций в поддержку собственных научных изысканий. Представляет интерес рассмотрение метаморфоз категории «качество» в Аристотелевой Метафизике.
Уже в начале работы Аристотель устанавливает вторичность, подчинённость категории «количество» по отношению к «качеству»: «Когда ничего не было различено, об этой сущности ничего нельзя было правильно сказать ... Ибо она не могла быть ни качеством, ни количеством, ни определённым нечто» [7, с.84]. Это справедливо, поскольку в технике «количество» является в большинстве случаев мерилом «качества»: «. вопросы относительно начал, а также вопрос, есть ли они нечто общее, или они то, что мы называем единичным. Если они нечто общее, то они не могут быть сущностями, ибо свойственное всем . всегда означает не определённое нечто, а какое-то качество.. .»[7, с.118]. Но, не сбрасывается со счетов и другая ипостась «качества», а именно то, что качество включает в себя и «вкусовые», математически неопределяемые показатели: «Качеством называется видовое отличие сущности. относящееся к сущности видовое отличие и есть качество . в одном смысле качеством называется видовое отличие сущности, а в другом говорится о качестве в отношении неподвижного, а именно в отношении математических предметов.» [7, с.164]. «. единое в существе своём, если точно указывать значение слова, есть прежде всего некоторая мера, главным образом для количества, затем для качества. А мерой оно будет, если оно неделимо - в одном случае по количеству, в другом - по качеству; поэтому, единое неделимо или вообще, или поскольку оно единое» [7, с.255]. «.если числа и единое имеются и у состояний, и у качеств, и у количеств . единое некоторым образом означает то же самое, что и сущее, это ясно из того, что оно сопутствует категориям в стольких же значениях, что и сущее, и не подчинено ни одной из них (ни категории сущности, например, ни категории качества, а относится к ним так же, как сущее).» [7, с.257]. «. сущность связана с качеством, а качество имеет определённую природу, тогда как количество - неопределённую.» [7, с.282].
В Метафизике предвосхищён очень важный этап современной подготовки к производству вновь создающейся техники, а именно, этапа формирования технического задания на разработку с паретооптимальным соотношением единичных показателей качества: «Бытиём в возможности обладает и то, чего ещё нет: ведь возникает то, чего нет, но не возникает то, бытиё чего невозможно» [7, с.118]. Машины, по существу, ещё нет, а её модель в образе потребительского объекта уже определена, и, исходя из этой модели, ведётся процесс её материальной реализации. Не упускается из виду и то, что качество машины возникает только в процессе использования машины по назначению: «. из того, что есть, одно означает суть (вещи), другое - качество. они также не сводимы ни друг к другу, ни к чему-то третьему» [7, с.177]. Аристотель не упускает из виду и доминирующее положение качества в смысле познания машины, как потенциального объекта проектирования или покупки: «.мы знаем что бы то ни было больше всего тогда, когда знаем, что оно есть . если знаем его качество или количество или положение в
пространстве, ибо и из них самих мы каждое знаем тогда, когда знаем, что такое качество или количество» [7, с. 188].
Такие «возвраты» к объяснению философской категории «качество», на наш взгляд, объясняются тем, что Аристотель предугадывал не существовавшую в то время ипостась качества, она для него была некоей «фата-моргана», а именно, приложение категории «качество» к техническим конструкциям.
Просто вещь нерукотворная существует и сама по себе как сущность и, если её научатся использовать для удовлетворения собственных потребностей, как «качество» и как «количество». А техническая конструкция сразу создаётся как «качество» и, лишь после долгого пути конструкторской, технологической и организационной подготовки, становится и «количеством». И эти две ипостаси «качества» рукотворного и нерукотворного объектов и отношения к ним индивидуумов всё время смешивались в рассуждениях Аристотеля, придавая им некую не-сосредоточенность.
Действительно, рукотворная вещь есть сущность, но эта сущность никогда не возникла бы, если б не её потенциальное качество потребное субъекту. Но возникает вопрос, а есть ли «качество» у нерукотворных объектов? Есть, но оно выражается востребованностью их природной, экологической, эстетической и других систем.
Сложность формирования структуры АСУ проектированием технологических процессов ремонта связана трудностью формализации качества изделий авиатехники. Решение данной задачи возможно лишь при моделировании качества методами абстрактной алгебры.
Объединение А конечного множества мощностью п единичных показателей качества детали а1, являющееся моделью детали первой категории, в процессе эксплуатации подвергается воздействию различных факторов, которые изменяют единичные показатели качества на величину 8 а1
п
А\ А А = и (а1 \ 8 а1 ). (1)
1=1
При ремонте качество поступившей в ремфонд детали в силу случайных эксплуатационных повреждений может быть описано лишь случайным образом. Ее реальное качество, выявляемое лишь в процессе дефектации, ставит задачу выбора оптимального по каким-то критериям процесса его восстановления из множества альтернативных. Это требует сочетания в модели (1) целого ряда математических моделей технологических процессов восстановления.
Процесс восстановления детали должен осуществлять однозначное отображение характеристик детали ремфонда (1) в характеристики детали первой категории, что в терминах алгебры логики можно моделировать отображением Ф
п п
Ф : ( и (а1 \ 8 а1 )) ® и а1 (2)
1=1 1=1
Критерием оптимальности может быть выражение
( 8 а1 ) ® т1п. (3)
В идеале ( 8 а1 ) = 0. (4)
Отображение Ф в (2) является объединением различных видов технологических процессов ф количеством с, известных в данный момент времени
с
Ф = и ф •
. , 1. (5)
1=1
Реализация автоматизированнного выбора оптимального по критериям (3) и (4) технологического процесса ф из (5), обеспечивающего отображение (2), требует математического моделирования процессов восстановления с последующей их алгоритмизацией. Два направления
методологии такого математического обеспечения разделяются на моделирование технологических процессов, хорошо изученных и известных на практике, и новых, физико-химические особенности которых ещё изучены недостаточно.
Первый случай показан на примере восстановления изделий методом пайки [8].
Физико-химические процессы пайки: кинетика образования спаев, смачивание, капиллярное течение, самофлюсование, процессы формирования паяного соединения и другие имеют разную природу и должны быть объединены в единую математическую структуру, что представляет определенную сложность. Особенно это усложняется тем, что имеется множество способов пайки, припоев и паяльных смесей, флюсов и газовых сред, паяльного оборудования и других факторов технологического процесса.
Второй случай показан на примере моделирования процессов химико-термической обработки деталей [9].
Вместе с тем, в работе предложена структура математических моделей, связывающая между собой все локальные модели особенностей технологических процессов. Она представляет собой ряд последовательных математических моделей-условий существования технологического процесса. Невыполнение одного из условий влечет за собой невозможность осуществления технологического процесса в целом.
Удобство ее заключается в том, что цепочка условий существования процесса восстановления может наращиваться по мере расширения наших знаний о физико-химических явлениях, протекающих при данном технологическом процессе. При этом могут использоваться самые различные сочетания типов математических моделей: детерминированные, стохастические, смешанные.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макин Ю.Н, Наумова Т.В. Философско-методологические проблемы ремонта техники // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2010. - № 155 (5 Б). - С. 103-105.
2. Макин Ю.Н. Ремонт машин: гносеологическая и гуманистическая функции // Научный Вестник МГТУ ГА.
- 2008. - № 129. - С.90-94.
3. Макин Ю.Н. Ремонт машин: регулятивная и прогностическая функции // Научный Вестник МГТУ ГА.
- 2009. - № 142. - С. 179-182.
4. Макин Ю.Н. Об относительности дефиниции «качество» в философии техники. Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: тезисы докладов МНТК. - М.: МГТУ ГА, 2008. - С. 283-284.
5. Макин Ю.Н. Энтропийная концепция капитально-восстановительной ремонтной стадии жизненного цикла // Авиация и космонавтика 2007: 6 - я международная конференция. - М.: МАИ, 2007. - С. 102.
6. Матронина Л.Ф. Концептуализация категории «качество» в историко-философской ретроспективе // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2009. - № 142. - С.61-67.
7. Аристотель. Сочинения в 4-х томах. - Т 1 / под ред. В.Ф. Асмус. - М.: Мысль, 1976.
8. Макин Ю.Н., Фролов В.П. Моделирование техпроцесса восстановления изделий авиатехники методом пайки // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов. - 2002. - № 52. - С.125 - 132.
9. Макин Ю.Н., Груздков С.К. Элементы математической модели ремонта деталей авиационной техники диффузионной металлизацией // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов. - 2004. - № 74 (8). - С. 54 - 61.
"QUALITY" MODELING IN THE MANAGEMENT INFORMATION SYSTEM REPAIR DESIGNING
Savvina A.M., Makin U.N.
In article the concept of quality as a philosophical category, and the method Mero modeling in the automated systems of designing of repair is offered is considered.
Key words: quality, repair, modeling.
Сведения об авторах
Саввина Анна Михайловна, окончила МГТУ ГА (2011), аспирантка МГТУ ГА, автор 3 научных работ, область научных интересов - моделирование и алгоритмирование технологических и производственных процессов ремонта авиационной техники.
Макин Юрий Николаевич, 1952 г.р., окончил МАИ (1975), доктор технических наук, профессор МГТУ ГА, академик Академии наук авиации и воздухоплавания, автор более 110 научных работ, область научных интересов - технологические процессы ремонта авиационной техники и их математическое моделирование, общая теория авиаремонтного производства.
