CC BY
10
2021 года. Анапа: Общество с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский центр экономических и социальных процессов» в Южном Федеральном округе, 2021. С. 4-16.
2. Патент на полезную модель № 183831 U1 Российская Федерация, МПК F16C 19/50, F16C 33/34, F16C 33/51. опорный подшипник : № 2017112136 : заявл. 10.04.2017 : опубл. 04.10.2018 / А. В. Королев, А. П. Туренко, А. А. Королев ; заявитель ООО "Инновационная продукция машиностроения".
3. Королев А.В. Методика определения рациональных параметров процесса формирования опорного кольца подшипника скольжения / А.В. Королев, А.П. Туренко // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2019. № 11(101). С. 13-17.
Туренко Александр Павлович, аспирант, turenkoa@pdsar.ru, Россия, Саратов, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.,
Королев Альберт Викторович, д-р техн. наук, профессор, science7@bk.ru, Россия, Саратов, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
COMPUTER MODEL OF THE PROCESS OF FORMING THE BEARING WORKING RING
A.P. Turenko, A.V. Korolev
The article is devoted to the development of a computer model of the formation of the working ring of a thrust-radial bearing. The paper gives a detailed description of the proposed design of a thrust-radial bearing. The conclusion is made about the possibility of the proposed computer model in real production. The performed simulation allows us to identify the dependence of the results of the formation of the working ring on technological factors.
Key words: thrust-radial bearing, computer model, ring formation, ring, plastic hard-lubricating material.
Turenko Alexander Pavlovich, postgraduate, turenkoa@pdsar.ru, Russia, Saratov, Saratov State Technical University named after Yuri Gagarin,
Korolev Albert Viktorovich, doctor of technical sciences, professor, science7@bk.ru, Russia, Saratov, Saratov State Technical University named after Yuri Gagarin
УДК 006.91:34
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-3-250-253
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ УСТАНОВЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ СРОКОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ
А.В. Малахов
В работе представлен краткий анализ подходов к планированию опытно-конструкторских работ, предложен математический аппарат оптимального планирования на основе результатов исследования теории расписаний.
Ключевые слова: метрологическая техника, научно-исследовательская работа, опытно-конструкторская работа, ресурсы, теория расписаний, планирование.
Одним из важнейших индикаторов производственного развития государства является разработка, изготовление, внедрение и использование в различных сферах деятельности новой продукции с новым качеством [1].
В современных условиях наиболее остро встает вопрос об оптимальном планировании временных и ресурсных затрат на проведение научно-исследовательских (далее - НИР) и опытно-конструкторских работ, направленных на создание перспективных образцов метрологической техники, которая по своим характеристикам не уступает зарубежным аналогам, а по некоторым параметрам и превосходит их.
Данная тенденция связана с текущей внешнеполитической обстановкой, сложившейся в мире. В первую очередь это обусловлено вводимыми санкциями, а также ограничительными мерами против России по отдельным направлениям, отказом ведущих зарубежных компаний от поставок своей продукции.
На основе анализа научных исследований и руководящих документов в предметной области следует отметить, что за последние десятилетия была проделана довольно большая и последовательная работа [2]. Каждому новому поколению метрологической техники соответствовали свои теоретические разработки, которые проводились в рамках плановых и инициативных НИР и ОКР.
250
Аналогично НИР этапом опытно-конструкторской работы (далее - ОКР) называют совокупность работ, характеризующуюся признаками их самостоятельного целевого планирования и финансирования, направленную на получение определенных конечных результатов по разработке, проверке и подтверждению соответствия характеристик продукции установленным требованиям [3].
Анализ национальных стандартов [4, 5] позволяет сделать вывод о том, что основными этапами ОКР (Рис. 1) являются:
- этап технического предложения;
- этап эскизного проектирования;
- этап технического проектирования;
- этап разработки рабочей конструкторской документации;
- этап изготовления опытного образца и проведения предварительных испытаний;
- этап проведения приемочных (межведомственных, государственных) испытаний.
Рис.1. Основные этапы выполнения опытно-конструкторской работы
Используемые в настоящее время подходы обладают рядом существенных недостатков.
Каждый из представленных выше этапов обладает своими особенностями, целями, задачами и различным по трудоемкости и количеству объемом работ а начало следующего этапа в большинстве случаев невозможна до того момента пока не закончится предыдущий (этап не будет принят заказчиком).
Другим недостатком является то, что время начала и длительность каждого этапа определяется на основе применения методов экспертного оценивания с привлечением специалистов в конкретной предметной области. Оценка временных и ресурсных затрат зачастую проводится на основе аналогичных работ.
Таким образом, часть математических моделей и методов, применяемых ранее при планировании [6], теряют свою актуальность, не подходят для применения при расчетах и требуют значительной доработки.
В работе при подготовке и формирования тактико-технических заданий на ОКР с указанием сроков выполнения каждого этапа предлагается применение теоретико-методологических подходов теории расписаний, которые нашли широкое применение в различных сферах экономики как в промышленности так и в сфере информационных технологий.
В теории расписаний выделяют следующие задачи [7]:
- построение расписания выполнения работ проекта с учетом ограниченности ресурсов (Resource-Constrained Project scheduling (далее -RCPSP));
- построение расписания для приборов (Machine scheduling);
- доставка товаров в магазины (Shop-Floor Scheduling);
- составление расписаний движения транспортных средств (Transport Schedul-ing).
В части ОРК по разработке и модернизации метрологической техники, по мнению авторов, наибольший интерес для исследования представляет задача RCPSP. Одной из основных и наиболее сложных задач оптимизации проекта различными исследователями рассматривается задача RCPSP - построение оптимального расписания выполнения работ проекта с учетом отношений предшествования между работами, необходимых и (или) доступных ресурсов, при котором будет оптимизирована некоторая целевая функция [8].
Итак, при планировании ОКР, постановка задачи выбора оптимальных сроков выполнения каждого этапа, с учетом требуемых временных и иных ресурсов выглядит следующим образом:
При известном конечном множестве работ N = {1,...,П} и K имеющихся всех видов ресурсов
к = 1,...,K . В любой момент времени t имеем Qk единиц ресурса к. Известны периоды выполнения
pt > 0 для каждой работы i = 1,...,п. Во время выполнения работы i требуется q < Qk единиц ресурса
k . После завершения работы, освобожденные ресурсы в полном объеме могут быть перераспределены на выполнение других видов работ.
Между некоторыми парами работ заданы ограничения предшествования в виде: i ^ j, это
означает, что работа j может начаться только после полного завершения и приема заказчиком работы i.
Работы в рамках ОКР начинаются в момент времени t = 0. Прерывание выполнения работ не предусмотрены, т.е. нельзя остановить выполнение любой работы и продолжить через определенное время. При условии того, что на момент начала расчетов конкретных моментов начала и продолжительности каждого этапа ОКР уже проведена оценка научно-технического задела предполагаемого исполнителя ОКР в целом либо конкретного этапа.
Требуется определить моменты времени начала выполнения работ Si, i = 1,...,n так, чтобы минимизировать время выполнения всего ОКР, т.е. минимизировать следующее значение:
Cmax = max C,
i=1,..., n
где C = Si + p.
При этом приняты следующие ограничения и допущениях:
- в каждый момент времени t е [0,Cmax) должно выполняться следующее условие:
¿qq (t) < Qk, k = 1,..., K, (2)
i=i
где q (t) = 1, если мероприятие i выполняется в момент времени t и q. (t) = 0 - в противоположном
случае. Другими словами, на всем промежутке выполнения работы в полном объеме должны быть требуемые ресурсы;
- отношения предшествования не нарушаются между работами, т.е. S. + p < S., если , ^ j
. -Т . J J
для i, j е N.
Решение задачи представляется в виде набора моментов времени, с которых начинаются выполнения работ S = (S1,...,Sn). Допустимым является решение, при котором удовлетворяются все ресурсные ограничения и ограничения предшествования.
Структуру ОКР, его работы и взаимосвязи между ними можно представить в виде сетевого графика, в котором в вершинах располагаются работы. Тогда сетевой график представляет собой ориентированный графа G = (V,E), где каждой вершине из V = {1,...,nj соответствует некоторая работа
множества N = {1,...,nj, а множество дуг E = {(i, J)|i, J е V; i ^ jj соответствует ограничениям предшествования.
Также, в модель решения включают две фиктивные работы 0 и n + 1 c длительностями выполнения p0 = pn+1 = 0 и отношениями предшествования 0 ^ j ^ n + 1, j = 1, . . ., n, q0k = qn+1k = 0, k = 1,..., K.
Таким образом, предлагаемая в работе постановка задачи установления оптимальных сроков выполнения опытно-конструкторских работ и модель ее решения в совокупности позволяют повысить точность и достоверность определения периода и продолжительности выполнения работ по каждому этапу, а в некоторых случаях сэкономить финансовые ресурсы головного исполнителя.
Список литературы
1. Гусеница Я.Н. Методика оценивания показателей качества объекта при проведении ограниченного объема испытаний // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 3. С. 491-497. DOI 10.24412/2071-6168-2022-3-491-497.
2. Новиков А.Н. Определение параметров метрологического обслуживания средств измерений по технико-экономическому критерию // Вестник метролога. 2022. № 4. С. 12-18.
3. Аникейчик Н.Д., Кинжагулов И.Ю., Федоров А.В. Планирование и управление НИР и ОКР. Учебное пособие. СПб: Университет ИТМО, 2016. 192 с.
4. ГОСТ Р 15.201-2016. Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство. М., 2016.
5. ГОСТ 2.103-2013. Единая система конструкторской документации. Стадии разработки. М.,
2013.
6. Малахов А.В. Модель планирования модернизации вторичных эталонов / А.В. Малахов, Л.И. Шитова // Метрологическое обеспечение инновационных технологий: IV Международный форум: сборник статей, Санкт-Петербург, 04 марта 2022 года / Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2022. С. 37.
7. Могилев А.А. Обзор методов решения задач теории расписаний // Информатика, вычислительная техника и инженерное образование. 2019. № 4(37). С. 19-32.
8. Катаев А.В. Управление проектами на базе динамической сети партнеров: монография / А.В. Катаев, Т.М. Катаева; Южный федеральный университет. Ростов-на-Дону - Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2017. 125 с.
Малахов Александр Владимирович, канд. техн. наук, начальник отдела, sanya-mall @yandex.ru, Россия, Мытищи, Главный научный метрологический центр Минобороны России
SETTING THE TASK OF ESTABLISHING THE OPTIMAL TIME FOR EXPERIMENTAL DESIGN WORK
A.V. Malakhov
The article presents a brief analysis of approaches to planning development work, proposes a mathematical apparatus for optimal planning based on the results of the study of schedule theory.
Key words: metrological technique, research work, development work, resources, scheduling theory,
planning.
Malakhov Alexander Vladimirovich, candidate of technical sciences, head of department, sanya-mal1@yandex.ru, Russia, Mytishchi, Main scientific metrological center of the Ministry of Defense of Russia
УДК 658.562:621.9
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-3-253-258
ВАРИАНТЫ ТРЕТЬЕЙ МОДЕЛИ ПЛАНА НЕПРЕРЫВНОГО СТАТИСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
В.Б. Морозов, А.С. Горелов
Проведен анализ план статистического непрерывного выборочного контроля CSP-3. Предложены новые варианты реализации плана CSP-3 и новый комбинированный план CCSP-3. Проведен сравнительный анализ планов.
Ключевые слова: непрерывный выборочный контроль, частота контроля, объем накопителя, предельный средний уровень дефектности.
Первые планы статистического непрерывного приемочного контроля были разработаны в США и адаптированы к применению для автоматизированного контроля качества штучной и нештучной продукции в Тульском государственном университете [1-4].
В Тульском государственном университете созданы оригинальные планы выборочного контроля моделей ACSP-1, ACSP-2, CCSP-1, CCSP-2 [4-6].
Американские планы контроля создавались в направлении от простого плана Доджа модели CSP-1 к более сложным моделям. К недостаткам первой модели CSP-1 относится резкий переход от выборочного контроля к сплошному при обнаружении дефекта.
Во второй модели плана CSP-2, предложенного Доджем и Торри, вначале проводят сплошной контроль до появления подряд i годных изделий. После этого начинается выборочный контроль с частотой f. К сплошному контролю возвращаются не на основании обнаружения одного дефекта, а когда два дефектных изделия будут обнаружены в потоке на расстоянии меньше, чем к проверенных изделий. Средний уровень выходной дефектности q для плана CSP-2 всегда больше, чем для плана CSP-1, и составляет при контроле с заменой бракованных изделий [3]:
__ q (1 - f) pi (2 -рк) , а)
f (1 - pi )(1 - рк ) + pi (2 - рк ) где: q - уровень дефектности до контроля, р _ 1 - q.
Во второй модели риск принятия короткой последовательности дефектных изделий больше, чем в первой. Это недостаток смягчен у третьей модели CSP-3, также предложенной Доджем и Торри [3], которая отличается от второй тем, что после обнаружения дефектного изделия контролируют следующие четыре изделия.
Для CSP-3:
q (1 - f) pi (1 + р4 - рк+4) (2)
f (1 -р1 )(1 - рк+4) + р' (1 + р4 -рк+4) + 4 fqpi
Формулы (1) и (2) записаны для варианта контроля с заменой проконтролированных дефектных изделий на годные. В иностранных и отечественных источниках не представлены формулы для варианта контроля без замены проконтролированных дефектных изделий на годные. Неизвестно, использовался ли вариант без замены в практических целях, хотя такая необходимость при автоматизации технологических процессов возникает. Поэтому формулы для определения q при различных вариантах
контроля необходимо было вывести.
