РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ КАК ОСНОВА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
Ильин Александр Николаевич
канд. техн. наук, доцент кафедры стандартизации и сертификации, Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа Филонина Евгения Александровна аспирант, Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа
Вопросы обеспечения стабильности изготовления искровых свечей зажигания и эффективного использования их мощности являются актуальными, поскольку от качества изготовления свечи зависят мощность, надежность и топливная экономичность двигателя. Несмотря на тенденцию повышения требований к экологичности выбросов двигателей внутреннего сгорания, в настоящее время наблюдается ослабление требований к искровым свечам зажигания на разных стадиях производства [1, с. 6]. Традиционные технологические схемы изготовления свечных изделий не учитывают современной тенденции повышения качества выпускаемой продукции. На сегодняшний день особенности отечественного производства искровых свечей таковы, что технологический цикл их изготовления является длительным и энергозатратным, а себестоимость изделий - высокой, при этом велика доля ручного труда и степень влияния человеческого фактора. Высоки технологические потери, связанные с браком. В совокупности эти факторы резко снижают конкурентоспособность отечественной продукции. Таким образом, обусловлена необходимость разработки и внедрения новых конструкторских и технологических решений, ориентированных на
высокую степень автоматизации и механизации процессов изготовления и контроля искровых свечей зажигания.
Если анализировать свечи, как элемент системы зажигания, обеспечивающий ее надежность и качество на разных стадиях жизненного цикла, возникает необходимость выдерживать характеристики, связанные с обеспечением калильного числа, герметичности и электрического сопротивления.
Предполагается, что в общем случае для решения задач управления качеством должна быть создана иерархическая система, которая объединяет систему верхнего уровня (см. рис. 1), регулирующую конструкторские и технологические решения, и систему нижнего уровня, обеспечивающую стабильность технологического процесса (см. рис. 2). Совмещение систем двух уровней является важной задачей. Проведенные исследования [2, с. 35] показали возможную структуру реализации иерархической системы и определили на текущем этапе состав программных продуктов, которые необходимо связать между собой для решения поставленной задачи, это средство управления базами данных Microsoft Access и «Компас -3D» для решения конструкторских и технологических задач.
Рисунок 1. Система верхнего уровня
Рисунок 2. Взаимосвязь элементов базы данных
Центральным ядром, объединяющим оба программных продукта, является экспертная система, которая включает построение базы данных конструкторских и технологических решений, применяемых материалов, суще-
ствующих патентов, расчет размерных цепей при проектировании и т.д. Она опирается на взаимосвязь между техническими характеристиками свечи (в виде калильного числа) и параметрами конструкции (см. рис. 3).
у = -0,7521х + 26,766 К2 = 0,9741
10 11 12 13 14
приведеная длина конуса/камеры, мм
Рисунок 3. Взаимосвязь характеристик свечи зажигания
Результаты проведенных испытаний в виде конструкторских и технологических решений унифицированных изделий позволяют наполнить созданную базу данных. На рис. 4, 5, 6, 7 представлены некоторые разделы ее реализации. Таким образом, появляется возможность сократить количество конструкторской и технологической
документации, т.е. осуществить переход на типовые конструкторские решения и технологические процессы. Это позволяет сократить затраты на подготовку производства и следовательно способствует стабильности процесса, поскольку минимизирует необходимость перестройки технологического цикла.
ю - Обозначение Страна Описание
Е2 Н 01Т13/00 N56-12955 Япония Герметик содержит легкоплавкое стекло - 30-50%, углерод - 9-16%, карбиды - 0,2-20%, металлы - 0,5-18%
2 Н 01Т-13/00, Н 01С-7/00 N1646541 Германия
25-35% - боросиликатное стекло, 40-60% - медь, 10-30% - цинк или марганец
3 Н 01С-7/00 N50-37818
80-60% - рутений-родий, иридий или их окислы и 40-92% - низкоплавкое стекло. Сопротивление свечей - 1-30 кОм
4 Н 01С-7/00 N4460847
Франция
Состав содержит 15-65% углеродистого материала, 0,2-20% карбидов, 0,5-30% окислов металлов, в том числе редкоземельных
5 Н 01Т13/00 N 56-19042
1-40% - окись титана, ниобия или лантана, 35-85% - стеклянный порошок меди, серебра, хрома, железа или его сплава с бором, 0,1-30% - порошек карбида титана
6 Н 01Т-13/00 N61444391 Франция Сопротивление состоит из 35-65% стекла, 2-20% углерода, 25-60% металлов (латуни, железа,
серебра, никеля, золота, платины), 3-10% углерода, 1,5-10% карбида кремния, бора, титана, хрома, 4-10% высокоомного наполнителя (окиси циркония, циркона, глинозема, кремнезема)
7 Н 01В-1/060 N61-4601848 США Композиция для получения резистора содержит 100 в. ч. основной смеси, содержащей 30-
70% стекла, неорганического наполнителя, нитрита бора, их смеси, 0,1-30 в. ч. Стабилизаторов электрического сопротивления под нагрузкой (карбиды вольфрама, молибдена, бора, кремния), 5-40% углерода, 2-12% высокоомных наполнителей, 10-25%
Рисунок 4. Пример заполнения раздела базы данных: «Свечи с однослойными герметиками»
24
Рисунок 5. Корпус
10 - Свеча -
2 А14В
3 А14ВР
4 А17В
5 А14ДВ
6 А14ДВР
7 А17Д
9 А17ДВ1
10 А17ДВ10
11 А17ДВМ
12 А17ДВРМ
13 А20Д1
14 А23ДМ
15 А23ДВРМ
Номер И ГУР387.653.074 ИГУР387.653.016 И ГУР387.653.074 7В7.732.011 7В7.732.011 7В7.732.011 7В7.732.011 7В7.732.011 ИГУР387.653.016 ИГУР387.653.016 7В7.732.011 7В7.732.011 7В7.732.011
39,5-0,5
39,5-0,5
39,5-0,5
42-0,5
42-0,5
42-0,5
42-0,5
42-0,5
42-0,5
42-0,5
42-0,5
42-0,5
42-0,5
- ПримечЕ
Рисунок 6. Контактная головка
• Свеча - Номер * 1_1униф - И фактич измерен 12 » 1.3 * 1_4 15 • с!1
2 А14В ИГУР387.653.023 65,4±0,3 62,5-0,8-0,78 51,4+0,74 14-0,8 12-0,3 20,2-0,52 5+0,25
3 А14ВР ИГУР387.653.023 65,4±0,3 62,5 51,4+0,74 14-0,8 12-0,3 20,2-0,52 5,5±0Д5
4 А17В ИГУР387.653.028 63,9±0,3 60,5 51,9+0,74 12-0,8 10,5-0,3 23-0,52 5,5+0,15
5 А14ДВ ИГУР387.653.018 65,4±0,3 67,0 51,4+0,74 14-0,8 12-0,3 26,9-0,52 5,5±0,15
6 А14ДВР ИГУР387.653.018 65,4+0,3 67,0 51,4+0,74 14-0,8 12-0,3 26,9-0,52 5,5±0,15
7А17Д 8Г8.890.272 63,9±0,3 65,7-1,2 51,2+0,74 12,7-1,94 10,5-0,3 26,9-0,52 5,5+0,2
8 А17ДВ1 8Г8.890.272 63,9±0,3 65,7-1,2 51,2+0,74 12,7-1,94 10,5-0,3 28,5-0,52 5,5±0,2
9 А17ДВ10 8Г8.890.272-01 63,9+0,3 65,7-1,2 51,2+0,74 12,7-1,94 10,5-0,3 28,5-0,52 5,5±0,2
10 А17ДВМ ИГУР387.653.047 66,9±0,3 65,5-0,8+0,71 49,9+0,74 17-0,8 14-0,3 25-0,52 5,5±0,2
11 А17ДВР 8Г8.890.272 63,9±0,3 65,7-1,2 51,2+0,74 12,7-1,94 10,5-0,3 28,5-0,52 5,5±0,2
12 А17ДВРМ ИГУР387.653.047 66,9±0,3 65,5-0,8+0,17 49,9+0,74 17-0,8 14-0,3 25-0,52 5,4±0,15
13 А20Д1 8Г8.890.265 61,8+0,3 65,7-1,2 49,1+0,74 12,7-1,94 8,4-0,3 28,8-0,52 5,5±0,2
14 А20Д2 8Г8.890.476 61,5±0,3 65,5-0,8+0,74 49,8+0,74 12,7-0,8 8,1-0,3 28,8-0,52 5,4±0,15
15 А23ДМ 8Г8.890.265 61,8±0,3 65,7-1,2 49,1+0,74 12,7-1,94 8,4-0,3 28,8-0,52 5,2+0,15
16 А23ДВРМ 8Г8.890.272-01 63,9±0,3 65,7-1,2 51,2+0,74 12,7-1,94 10,5-0,3 28,5-0,52 5±0,2
Рисунок 7. Изолятор
Предложенная структура экспертной системы позволяет решать задачи параметрической идентификации на стадии проектирования и выявлять проблемы, возникающие при технологической эксплуатации изделий. Комплексный подход к управлению качеством свечей зажигания дает возможность управлять качеством изделий на разных стадиях технологического процесса, что позволяет сократить затраты при проектировании и изготовлении и повысить качество и конкурентоспособность продукции. Предложенный алгоритм проектирования при разработке свечей и постановке их на производство опробован на предприятии Уфимское агрегатное производственное объединение (УАПО). Данный подход внедрен в работу конструкторского отдела по проектированию свечей зажигания. В результате удалось сократить сроки от этапа
разработки до серийного выпуска изделия с литерой «О1» с двух-трех лет до двух месяцев.
Список литературы:
1. ГОСТ Р 53842-2010 Детали автомобильные. Свечи зажигания искровые. Технические требования и методы испытаний. - Введ. 2010-09-15. - М.: Стандар-тинформ, 2010. - 43 с.
2. Ильин А.Н., Филонина Е.А. Автоматизированная система управления качеством изготовления рези-стивного герметика автомобильных свечей зажигания // Научный журнал «Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета». - Т.17, №2 (55). / Уфа: УГАТУ, 2013. - 220 с. - С. 34-41.
К ВОПРОСУ О МОДИФИКАЦИИ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ
«Лучшим алгоритмом для решения задач с большим количеством критериев и сочетанием детерминированных и качественных показателей является метод анализа иерархий (далее «МАИ»)» - математический инструмент системного подхода к сложным проблемам принятия решений, использующий метод парных сравнений в сочетании с методом последовательных сравнений. МАИ не предписывает лицу, принимающему решение, какого-либо «правильного» решения, а позволяет ему в интерактивном режиме найти такой вариант (альтернативу), который наилучшим образом согласуется с его пониманием сути проблемы и требованиями к ее решению [3, с. 110].
Особенность разработанного метода в возможности применения модифицированного метода анализа иерархий (ММАИ), основанного на механизме «парных сравнений» неявных показателей и рейтинговых оценок числовых показателей. Модифицированный метод анализа иерархий позволяет выявить противоречия, разбить комплексную задачу на составляющие. Данный метод не требует упрощать задачу, позволяет использовать все признаки в целом, либо объединенные в группы. Метод анализа иерархий (МАИ) эффективнее других аналитических
Фурцев Дмитрий Геннадьевич
Аспирант НИУ «БелГУ», г. Белгород
инструментов учитывает влияние всех факторов (качественных и количественных) на выбор решения. Стоит отметить, что при применении ММАИ эксперт может пользоваться не только статистической информацией, но и нерегулярной, разовой, но очень важной информацией, необходимой для разностороннего анализа. Таким образом, для модификации метода анализа иерархий необходимо использовать механизм учета компетенции экспертов, участвующих в проведении экспертизы [1, с. 110].
Для проведения опросов экспертов предполагается использовать метод Дельфи. Это такой инструмент, который позволяет учесть мнение независимых экспертов по обсуждаемой проблеме путем последовательного объединения оценок, идей, выводов и выбрать из предложенных альтернатив лучшую. Анализ с помощью этого метода проводится в несколько этапов, а обработка результатов происходит статистическими методами. Метод основывается на том, что несколько независимых экспертов (не знающих друг о друге) участвуют в оценке, не опираясь на мнение большинства, что приводит к лучшей оценке и предсказыванию результата.