Разработка системы проектирования свечей зажигания как основа управления качеством Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

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.