CC BY
6
Список литературы:
1. Смирнов В. А. Современный подход к совершенствованию технологических систем контроля и диагностирования сложных технических объектов. Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные проблемы развития и совершенствования автоматизированных систем управления военного назначения» Часть II / под общ. Ред. В.В. Алейника, К.Е. Легкова, В.Д. Боева и др.; ответст. За вып.: С.В. Чернышев. - СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2013. С. 216-220.
2. Смирнов В. А. Модель контролируемого параметра в бортовых системах управления // Научная сессия ГУАП: сб.докл. 4.II. Технические науки. - СПб.: ГУАП. - 2013. - С. 74-77.
3. ГОСТ 27.002-89 - Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. Госстандарт, 1989.
4. ГОСТ 27.004-85 - Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения. Госстандарт, 1985.
5. Корогодин В. И., Корогодина В. Л. Информация как основа жизни. - Дубна: Издательский центр "Феникс", 2000. С. 38.
6. Ларин В.П., Смирнов В.А. Интеллектуализация технологии приемочного контроля сложных технических объектов // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники: IX междунар. науч.-практич. конф. «Электронные средства и системы управления», окт. 2013. - вып. 1(31). - 2014. - С. 191-196.
УДК 728.7(517.3) + 72.012.6
ОСОБЕННОСТИ МАШИННОГО ДИЗАЙНЕРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ С БЫСТРЫМ ПРОТОТИПИРОВАНИЕМ.
С. О. Никифоров
д-р техн. наук, проф., гл. науч. сотрудник Институт физического материаловедения СО РАН, г. Улан-Удэ
Б. С. Никифоров
канд.техн.наук., и.о. доцента кафедры технологии и предпринимательства педагогического института БГУ,
г.Улан-Удэ В. Н. Михайлов
аспирант Институт физического материаловедения СО РАН, г. Улан-Удэ
О. С. Никифорова
г. Улан-Удэ
Представлены особенности машинных дизайн - технологий проектирования изделий с процедурой быстрого проектирования на основе модульного синтеза. Дан алгоритм их структурного проектирования, и представлены их эксплуатационные показатели качества.
Ключевые слова: машинные дизайн - технологии, прототипирование, модульный синтез, быстрое прототи-пирование, показатели качества.
S.O. Nikiforov, Dr. Sc. Engineering,Prof
B.S. Nikiforov, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
V.N. Mikhailov, P.G.
O.S. Nikiforova, P.G.
The features of machine design - technologies on the basis of modular synthesis with rapid prototyping. The algorithm of their structural design is given and their operational indicators of quality are presented.
Key words: machine design - technologies, designing, modular synthesis, modular synthesis, rapid prototyping, indications of quality.
Введение
Тема разработки и вывода на рынок качественно новых успешных продуктов чрезвычайно актуальна для развития экономики России. В этом плане при создании инновационных продуктов необходим целостный системный подход к исследованию, проектированию, изготовлению, эксплуатации, сервису, контролю и утилизации на основе понятия «жизненны цикл изделия» (ЖЦИ) [1], где это понятие образует цикл качества изделия на все его стороны (ГОСТ 15.004-82). Технические требования к изделию - это требования и нормы, определяющие показатели качества и эксплуатационные характеристики продукции с учетом действующих стандартов и норм. Главной целью проектирования продукции становится ее конкурентоспособность, определяемая качеством и затратами на его достижение, а успех этого определяется менеджментом качества на всех стадиях ЖЦИ. До 75% качества продукции
закладывается при проектировании и до 20% добавляется при его изготовлении. На заключительные стадии ЖЦИ -эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт - приходится от 5 до 10% качества, но и на этой стадии качество изделия определяется качеством проектирования и производства. Такой подход позволяет объединить процессы производства и проектировании продукции в единое целое и выявить общие закономерности формирования ее качества на данных стадиях.
Проектируемый дизайнером объект представляет собой некую пространственно организационную сущность средствами технического и художественного дизайна, которая при необходимости может быть овеществлена хотя бы в одном экземпляре, например, средствами быстрого прототипирования изделия [2,3] что позволяет быстро реагировать на конъюнктуру и потребности рынка.
Особенности дизайнерского проектирования, показатели качества изделий, процесса их создания.
Производство разного рода изделий создало предпосылки появления современного дизайна, включая машинные дизайн - технологии [2,3]. При создании изделий анализ образует основу процесса дизайнерского проектирования с учетом функционально - технических особенностей изделия, создается необходимая упорядоченность модулей, определяется экономическая целесообразность, т.е. создается внутренне согласованная пространственно -целостная система. Необходимость получения улучшенных функциональных свойств и повышения потребительской стоимости изделий требует от дизайнера особого внимания к комплексу функций, обеспечивающихся выбором основных конструктивных узлов (модулей) и структурных отношений между ними, к материалу и способам его обработки (технологии) [4]. Совокупность формируемых функциональных свойств изделия можно разделить на две группы: направленные на получение полезного эффекта при потреблении; на затраты при производстве и эксплуатацию. При этом потребление и функции изделия вносят свои критерии его оценки. Логику дизайна удобно представить понятиями «морфологии» изделия и её «аксиологии» [5], где под морфологией понимается структура изделия, целенаправленно формируемая человеком при его создании, т.е. дизайнер раскрывает при воспроизведении проекта вещественные, натуральные
свойства создаваемого объекта. Однако, кроме формообразования изделия, должны выполняться полезные функции - общественно-ценностные свойства, определяющие понятие «аксиология». Начальный этап дизайнерской разработки подразумевает аксиологию, т.е. всесторонний анализ того, что представляет собой изделие для потребителя и как оно взаимодействует с ним и обществом. После анализа следует этап синтеза - создание приемлемой морфологической структуры, композиционная проработка формы изделия и ее элементов, включая художественное оформление, например, при необходимости, орнаментальную отделку[3-6]. Выявляются особенности морфологии изучаемого объекта, изучается топология функционально - компоновочных структур в целом и их модулей, включая характер их взаимного расположения в изделии. Эффективным является системный подход к анализу функциональных моделей (систем), где проводится целостное их рассмотрение, в частности, на предмет выявления синер-гетических свойств того, к чему приводит взаимосвязь и взаимовлияние модулей. Таким образом, морфология и классификация иллюстрируют свойства модулей и изделия в целом, а типология (анализ эволюции) отражает эволюцию объектов в свете традиций их применения. При создании и эксплуатации изделия с высокими показателями качества необходимо различать понятия качества процесса создания (моделирования, проектирования, изготовления), эксплуатации, сервиса и показатели самого изделия (рис. 1).
Рис.1. Показатели качества изделия и процесса создания, эксплуатации и сервиса.
Рис.2. Процедура общего подхода к формированию изделия с учетом морфологических и аксиологических свойств.
Можно выделить следующие характерные особенности дизайна:
- для дизайна характерны синергетические свойства, когда его технический и художественный составляющие согласовывая функциональные свойства изделия, оказывают эстетическое воздействие на потребителя и представляют особый эффект качества изделий в соответствии с возможностями современных технологий и материалов, отвечают сегодняшним требованиям к промышленным изделиям;
- средствами дизайна проектируются не форма, а изделие, его элементы (модули), их взаимосвязь -взаиморасположение в нем;
- дизайн характеризуется качеством структуры, т.е. рациональностью организации изделия, когда оно воспринимается как единое целое, как с точки зрения практической полезности в глазах потребителя, так и с позиций производства. На рис.2
представлена процедура общего подхода к формированию изделия с учетом его морфологических и аксиологических свойств.
Воплощение в каком-либо изделии заданного набора показателей качества является целью проектирования, а материальные воплощения показателей качества -целью производства (изготовления). Результатом проектирования является проект, результатом производства -продукция.
Машинные дизайн - технологии быстрого про-тотипирования
Путь от идеи до готового изделия должен быть максимально коротким, поскольку оперативно реагировать на запросы рынка выпуском качественных изделий значит обеспечить производителю конкурентные преимущества. Для быстрого реагирования на изменения в конъюнктуре и потребностей рынка перспективно применение машинных дизайн -технологий. Это, в первую очередь, относится к использования процедур быстрого прототипиро-вания и последующего тиражирования в массовом производстве.
Исходные требования:
• назначение изделий;
• Целевая аудитория;
• Сроки изготовления;
• Материалы;
• Бюджет и т.д.
Техническое задание
X
Предпроектная стадия
I
Проработка возможных дизайнерских решений, вариантов композиций и состава модулей
Детальное рабочие исследование и подбор возможных средств и способов реализации компьютерных и ме-хатронных технологий
База данных:
• Готовый прототип;
• Исходные модули;
• Базовые элементы;
• и т.д.
I
Рис. 3. Алгоритм машинного дизайнерского прототипирования.
В процессе разработки новой продукции, возникает необходимость в опытных образцах - моделях (прототи-пах)[2].
Термин «прототип» в технике означает принятую работающую модель или опытный образец и может относиться как к макету - материализованному образу объекта, так и к работоспособному изделию, способному выполнить требуемые функции.
Модели прототипы требуется для:
- эффективной сегментации рынка сбыта путем демонстрации заказчикам потребительских образцов разрабатываемого изделия;
- использования в рекламных компаниях;
- более качественной отработки дизайнерами эстетически совершенных внешних форм и функциональных свойств изделия (эргономики и др.);
- внесения необходимых коррективов конструкторами еще до запуска изделий в производство.
Таким образом, уже на стадии прототипирования имеется возможность оценить эстетические и функциональные свойства продукта. При необходимости возможно постоянное обновление дизайна изделия, внесение изменений в конструкцию, постоянная модернизация самого изделия.
На физической модели можно проводить различные тесты еще до того, как будет готов окончательный вариант, осуществлять проверку параметров формы изделия, собираемости и функциональности создаваемого продукта.
Прототип удобен в прикладных задачах, требующих оценки формы деталей и проверки, характеристик опытного образца (макета). На рис.3 представлен алгоритм иерархической последовательности реализации процесса машинной дизайн - технологии прототипирования, где уровень I представляет проектную стадию, уровень II - процесс реализации процедуры машинного дизайна (с учетом возможности орнаментального дизайна проектируемого изделия, если это предусмотрено требованиями технического задания); уровень Шотражает фазу создания твердотельной модели изделия.
Таким образом, в общемслучае при автоматизированной дизайнерской проработке необходимо различать следующие аспекты:
- машинный конструктивно - компоновочный дизайн изделия в целом и компьютерное моделирование его декора;
- выбор технологии мехатронного воспроизведения прототипа;
- экспертную оценку прототипа и доработку проекта;
- тиражирование.
Пример реализации данной методологии дан в применении на дизайн - проекте монгольских юрт [9].
Библиография
1. Аюшеева А.О., Челпанов И.Б., Никифоров Б.С., Интегрированные производственные системы. -Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. - 60с.
2. Челпанов И.Б., Никифоров С.О., Кочева Т.В., Никифоров Б.С. Машинные дизайн технологии быстрого прототипирования // Вестник БГУ. Вып.9: Математика и информатика. - 2010. - С. 283-289.
3. Никифоров С.О., Никифорова О.С., Никифоров Б.С. Машинные дизайн технологии техническое и художественное моделирование при прототипи-ровании и производстве изделий // Автоматизация и современные технологии. - 2012. - №2 5. - С. 14-20.
4. Никифоров С.О., Мандаров Э.Б., Никифоров Б.С., Ганбат Ш. Влияние специфики свойств материалов в мехатронных технологиях производства изделий с орнаментальной обработкой // Фундаментальные проблемы современного материаловедения 2008. №4, т.5. С.112-117.
5. Никифоров С.О., Никифоров О.С., Никифоров Б.С. Об учете морфологии и аксиологических особенностей при машинном дизайнерском проектировании с прототипированием безреверсных мехатронных манипуляционных устройств // Вестник компьютерных и инновационных технологий - 2011 - №9. С. 36-40.
6. Никифоров Б.С., Никифоров С.О., Жалсанова О.С. Машинное дизайнерское проектирование изделий с орнаментальной отделкой // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2010. - №10. - С. 11-21.
7. Никифоров С.О., Жалсанова О.С., Никифоров Б.С. Компьютерные и мехатронные технологии машинного орнаментирования изделий // Вестник компьютерных и информационных технологий. -2009. - № 2. - С. 9-18.
8. Никифоров С.О., Мандаров Э.Б., Никифоров Б.С. Мехатронные устройства машинного орнаментирования изделий. - Улан-Удэ: Изд-во СО РАН. 2002 -153 с.
9. Никифоров С.О., Михайлов В.Н., Никифоров Б.С. Особенности дизайна монгольских юрт (гэр): генезис, типология, каркасно - модульные технологии и их трансформации // Вестник БНЦ СО РАН. 2014 - №1. - С. 88-99.
МЕТОДОЛОГИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ДИСКРЕТНО-НЕПРЕРЫВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ СОБЫТИЙНО-ИМИТАЦИОННОГО МУЛЬТИАГЕНТНОГО ПОДХОДА
Добрынин Владимир Николаевич
Канд. техн. наук, проф. Института системного анализа и управления ГОУ ВПО «Международный Университет природы, общества и человека «Дубна», г. Дубна,
Эндерев Владимир Алексеевич директор ООО «Центропроект», г. Белгород, Миловидова Анна Александровна Аспирант, ГОУ ВПО Международный университет природы, общества и человека «Дубна»
Институт системного анализа и управления, г. Дубна,
