CC BY
9
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
УДК 621.7
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК ДЛЯ АНАЛИЗА ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
В.А. Чередников, канд. техн. наук (НИТУ«МИСиС», e-mail: v.cher@mail.ru), Ю.А. Нефедкин
(ООО «МеталДата.Инфо», г. Москва, e-mail: nefedkin@metal-data.info)
При выборе наиболее предпочтительных вариантов технических и технологических решений, а также при проведении различного рода экспертиз с привлечением опытных специалистов рекомендуется использовать метод экспертных оценок, основанный на математико-статистических методах и нашедший применение при принятии ответственных решений в ряде отраслей. В обработке металлов давлением подобные ситуации возникают довольно часто при выборе режимов деформации, последовательности операций технологического процесса и их параметров, проектировании оборудования и технологического инструмента и т.д. В статье приводятся основные положения данного метода, даются некоторые рекомендации. На примере оценки нескольких вариантов калибровки валков обжимной рабочей клети 630 полунепрерывного сортопроволочного стана 320/250 Московского металлургического завода «Серп и Молот» рассматривается применение данного метода и делаются выводы о наиболее приемлемом варианте калибровки.
Ключевые слова: критерии оценки; экспертиза; калибровка валков; интегральная оценка; деформационные, энергосиловые, эксплуатационные, технологические параметры.
The Use of the Delphi Method for Analysis of the Existing Manufacturing Metal Plastic Working Practice. V.A. Cherednikov, Yu.A. Nefedkin.
When choosing the most preverable options of technical and technological solutions and also in the case of performance of a variety of experl evaluations with the involvment of skilled specialists, it is recommended to use the Delphi method based on mathema-tico-statistical approaches, which is used for making critical solutions in a number of industries. With relation to the metal plastic working practice, such situations emerge rather frequently when it is necessary to choose deformation conditions, sequence of production process operations and their parameters, to design equipment and processing tools, etc. The paper shows the main points of the method and makes some recommendations. The use of the method is discussed in terms of evaluation of several variants of roll pass design for 630 break-down working stand being a member of Serp i Molot Moscow Metallurgical Works 320/250 semi-continuous bar-and-wire mill. Conclusions concerning the most acceptable variant are drawn.
Key words: evaluation criteria; expert evaluation; roll pass design; integral estimation; deformation, power, operational and process parameters.
При принятии технических решений в действующих многофакторных производствах, а также при проведении различного рода экспертиз часто приходится выбирать един-
ственное из ряда альтернативных вариантов. При этом основой для правильного выбора являются, как правило, знания и опыт лица, принимающего решение. В относительно
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
простых ситуациях этого часто бывает достаточно. Вместе с тем во многих случаях мнение одного лица не в состоянии всесторонне оценить рациональность того или иного варианта для конкретного использования, и тогда приходится обращаться к коллективному мнению специалистов (например, метод «мозгового штурма»). В конкретных технологических процессах ОМД, например, при прокатке подобные ситуации возникают довольно часто при выборе режимов деформации, последовательности операций технологического процесса и их параметров, в случаях проектирования оборудования и технологического инструмента и т.д. Поэтому для принятия оптимального варианта из числа возможных следует использовать некоторые принципы, позволяющие взвешенно оценивать каждый вариант, его весомость, достоинства и недостатки, возможные результаты. Для этого в конкретных производствах ряда отраслей используют метод экспертных оценок (1-5), основанный на математико-статистических методах и нашедший применение при принятии ответственных решений.
Основными этапами данного метода, приемлемыми для решения проблемных вопросов обработки металлов давлением, являются следующие.
На первом этапе определяется цель решения проблемы. Например, выбор режима деформации и т.п.
На втором этапе предлагаются возможные варианты решения.
Далее определяется перечень критериев оценки каждого варианта, их значимость (например, вводятся весовые коэффициенты по каждому критерию).
Следующим этапом является определение круга специалистов, которых следует привлечь к рассмотрению и оценке вариантов; важно, чтобы их мнения (оценки) были независимы как по вертикали (скажем, без оглядки на мнение лица, принимающего решение), так и по горизонтали (чтобы не складывались пассивно коллективные оценки нескольких экспертов). Если группа экспертов неоднородна, то возможно каждому эксперту также придать соответствующий вес его компетентности, отражающий его квалификацию.
Далее в соответствии с принятыми критериями по каждому из них каждым экспертом выносятся оценки (например, в баллах с учетом весомости того или иного критерия, или по ранжиру в порядке предпочтения вариантов, ит.п.). Образуется некоторая матрица оценок.
На заключительном этапе осуществляется обработка полученных массивов данных и выбирается тот вариант, который наберет наиболее предпочтительную интегральную оценку. При этом последняя может выставляться по различным методикам (как среднеарифметическая по каждому варианту или др. - см. приведенные источники).
В качестве примера приведем оценку нескольких вариантов калибровки валков обжимной рабочей клети 630 полунепрерывного сортопроволочного стана 320/250 Московского металлургического завода «Серп и Молот», бывшего в эксплуатации с 1983 по 2007 гг. Стан характеризовался широким профильным и марочным сортаментом прокатываемых сталей,использовал заготовку как собственного производства, так и привозную. Клеть 630 была двухвалковой с реверсивным режимом работы. Материал валков - сталь 60ХН.
Экспертной оценке были подвергнуты три варианта калибровки валков клети 630, в разное время использовавшихся в работе стана. Первый вариант калибровки (А) основан на применении ящичных калибров, второй (Б) предусматривал использование системы калибров «ромб - квадрат», третий (В) состоял из сочетания систем ящичных калибров и «шестиугольник-квадрат» (рис. 1-3).
Работу по экспертной оценке представленных вариантов калибровки валков выполняли в следующей последовательности:
1. Определили критерии оценки калибровок валков, в своей совокупности наиболее полно характеризующих ту или иную калибровку. При этом выбирали различные характеристики: геометрические, характеризующие форму и размеры калибров; деформационные, рассчитываемые по геометрическим параметрам; энергосиловые параметры, характеризующие загрузку оборудования рабочей клети и главного двигателя; эксплуатационные, позволяющие оценить эффективность работы оборудования рабочей клети;
-Ф-
-Ф-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
1600
Рис. 1. Калибровка валков клети 630 с применением системы ящичных калибров (вариант А)
к о а о
Рис. 2. Калибровка валков клети 630 с применением системы калибров «ромб—квадрат» (вариантБ)
1600
140
40
80
106
40
-70
120
148
К90°
X
К90°
X
К45°
X
К90° К45°
X X
Рис. 3. Комбинированная калибровка валков клети 630 с применением систем ящичных калибров
и «шестиугольник—квадрат») (вариантВ)
технологические, отражающие возможности получения готового проката необходимых показателей качества, а также универсальность калибровок для прокатки различных, существенно отличающихся по физико-механическим свойствам, сталей. Все эти ха-
рактеристики составили перечень критериев оценки сопоставляемых вариантов калибровки валков, представленных в таблице.
2. По каждому критерию определяли количественные или качественные показатели рассматриваемых калибровок валков, причем
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
в качестве первых использовали расчетные или экспериментальные данные, а в качестве вторых - показатели, отражающие продолжительный опыт эксплуатации той или иной калибровки.
3. Определили состав экспертов. Для этой цели привлекали специалистов, имеющих значительный опыт производственной деятельности на данном стане и необходимую квалификацию: начальник цеха, старший мастер стана, старший калибровщик, механик цеха, старший оператор, старший вальцовщик, начальник смены и др.
4. Для рассматриваемых вариантов калибровки по каждому критерию экспертами выставлялись балльные оценки от 1 до 3 в порядке предпочтения вариантов (1 - лучший вариант, 2 - средний, 3 - худший).
5. По каждому варианту определяли сумму баллов и по наименьшей сумме выявляли наиболее предпочтительный вариант.
В приводимой таблице представлены результаты оценки калибровок валков по изложенным критериям, причем по каждому из них представлены среднеарифметические оценки, выставленные всеми экспертами.
Из данных таблицы видно, что абсолютно предпочтительного варианта калибровки валков не оказалось. Каждый вариант имел предпочтительные характеристики по определенному ряду критериев, тогда как по другим критериям уступал альтернативным калибровкам. Это и естественно, так как различные критерии оценки для рассматриваемых вариантов подчас давали противоположный результат минимуму (например, по неравномерности деформации в калибрах наиболее предпочтительным оказался вариант А, тогда как по загруженности привода он занял последнее место, и т.п.). Данное обстоятельство лишний раз свидетельствует, что калибровок валков, полностью удовлетворяющих всем более или менее значимым критериям, не бывает, о чем свидетельствует вся практика сортопрокатного производства. Но для каждого конкретного производства на первый план выступают те критерии, которые в наибольшей степени его характеризуют. Для стана 320/250 чрезвычайно актуальной являлась проблема технологической совмести-
Анализ вариантов калибровки валков
рабочей клети 630 с использованием
метода индивидуальной оценки
Значения
оценки
по варианта
Критерии оценки мкалибровки
валков
А Б В
Количественные характеристики
Условия захвата металла валками 2 3 1
Степень неравномерности 1 2 3
деформации в калибрах
Загруженностьоборудования 1 3 2
по прочностным характеристикам
валков
Загруженностьоборудования 3 2 1
по мощности привода
Глубина вреза калибров 2 3 1
Срок эксплуатации валков 2 3 1
Часовая производительность стана 2 3 1
Качественные характеристики
Удаляемость печной окалины 1 3 2
Устойчивость полосы в калибре 3 1 2
Режим работы кантователей 1 3 2
Обновление углов раската 1 3 2
при прокатке
Получение геометрически правиль- 3 1 2
ного раската на выходе из клети
Степень неравномерности охлаж- 1 3 2
дения раската по сечению
Конструкция и эксплуатационные 3 1 2
характеристики привалковой
арматуры
Технологичность прокатки различных групп стали
Конструкционные углеродистые 1 3 2
(сталь 20 - сталь 50) и конструкци-
онные легированные (15Х-45Х,
08ХГСА, 18ХМА, 35ХГСА, 38ХА,
18Х2Н4МА и др.)
Углеродистые инструментальные 1 3 2
(У7А-У10А), рессорно-пружинные
(60С2А, 55СМ5ФА), подшипнико-
вые (ШХ15, ШХ15СГ)
Нержавеющие ферритного класса 2 1 1
(08Х13)
Нержавеющие мартенситного 2 3 1
класса (40Х13)
Нержавеющие аустенитного 3 1 2
(12Х18Н10Т) и аустенитно-фер-
ритного (06ХН28МДТ) классов
Быстрорежущие (Р18, Р6М5) 1 3 2
Суммарный балл 36 48 34
-Ф-
-Ф-
"Ф
-Ф-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
мости прокатки различных по своим свойствам сталей, иными словами, проблема создания наиболее универсальной калибровки валков в данном отношении. По этому признаку на одном уровне оценок оказались два варианта - А и В. Они и в общем по интегральным показателям превзошли вариант Б. А в целом по результатам экспертных оценок наиболее предпочтительной оказалась калибровка валков по варианту В, набравшая наименьшую сумму баллов, на втором месте -по варианту А и на третьем - по варианту Б.
В данном примере сопоставляемые варианты калибровок оценивали соответствующими баллами от 1 до 3 в порядке предпочтения, однако это не исключает возможности оценки и другими способами, например, по
максимальному числу набранных баллов с учетом весовых коэффициентов по каждому критерию.
Таким образом, рассмотренный пример позволяет рекомендовать метод экспертных оценок для применения в различных случаях выбора* наиболее предпочтительных вариантов технических и технологических решений, а также при проведении различного рода экспертиз с привлечением опытных специалистов.
* Примечание научного редактора. Нелишне уточнить, что объект такой экспертной оценки должен быть, подобно примеру в статье, с достаточно большим числом критериев (см. таблицу).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. Изд. 2-е. -М.: Статистика. 2009. - 263 с.
2. Данелян Т.Я. Формальные методы экспертных оценок // Экономика, статистика и информатика. Вестник УМО. 2015. № 1. С. 183-187.
3. Карташов В.Я., Новосельцева М.А. Динамическая оценка риска в сложных системах. - Ке-
мерово: Кемеровский госуниверситет, 2011. -214 с.
Литвак Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений. - М.: Патент, 2008. - 217 с. Орлов А.И. Экспертные оценки. Учебное пособие. - М.: ИВСТЭ, 2002.
-Ф
-Ф-
