Управление конфигурацией текстильных машин для информационной поддержки их эксплуатации Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 004.91:62-112

Денисов Артём Руфимович, Набатова Ольга Александровна, Травин Георгий Михайлович

Костромской государственный университет имени Н.А. Некрасова

[email protected]

УПРАВЛЕНИЕ КОНФИГУРАЦИЕЙ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАШИН ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

В статье рассматриваются классы оборудования, определяющие подходы к формированию конфигурации. Для каждого класса оборудования выбрана модель функциональной конфигурации, обеспечивающая более эффективную информационную поддержку при формировании интерактивных электронных технических руководств по их эксплуатации.

Ключевые слова: интерактивное электронное техническое руководство, управление конфигурацией, структурно-технологическая схема, текстильное оборудование.

Одной из ключевых задач развития современного промышленного производства является интегрированная поддержка жизненного цикла изделия (CALS), включая стадии проектирования, производства и логистической (послепродажной) поддержки (ILS) [1]. Следует заметить, что большинство существующих CALS-стандартов определяют лишь синтаксическую составляющую взаимодействия между этапами, не затрагивая вопросы семантики передаваемой информации.

В качестве семантической основы информационного взаимодействия целесообразно использовать принципы управления конфигурацией [2], нашедшие отражение в ISO 9000 [3].

Конфигурация - функциональные и физические характеристики, установленные в технических документах и реализованные в них [3]. К таким документам (документам по конфигурации - configuration documentation), относят технические требования (условия), чертежи изделия или электронные данные аналогичного назначения. Различают функциональную, проектную и физическую конфигурацию. Для управления документами по конфигурации на предприятии должен быть разработан бизнес-процесс, называемый «управлением конфигурацией» [2; 4; 5; 6; 7].

Принципы управления конфигурацией можно применять на всех этапах жизненного цикла, включая ILS, например при формировании интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР).

Особую актуальность задача формирования ИЭТР имеет в текстильной отрасли, которая характеризуется многообразием оборудования различного назначения. В этом случае для каждого

вида текстильного оборудования необходимо определить такую его конфигурацию, которая бы обеспечила наибольшую эффективность по поддержанию работоспособности и восстановлению его ресурса. Очевидно, что для целей формирования ИЭТР целесообразно использовать функциональную конфигурацию.

Для построения конфигурации воспользуемся принятой при оценке и управлении надежностью сложных технологических систем методикой составления структурных схем. При возможности декомпозиции на элементы сложных технических систем, к которым, безусловно, относятся и все основные виды текстильного оборудования, для управления их надежностью и эксплуатацией используются различного рода структурные схемы. При большом количестве составных частей в оборудовании в качестве элементов рассматриваются сборочные единицы, детали которых объединяются исходя из единства функционального назначения. В структурных схемах элементы могут соединяться последовательно, параллельно или комбинированно. При составлении схем структурный элемент формируется по конструктивно-функциональному признаку с обязательным учетом физики или природы отказа, поскольку не всегда способ конструктивного соединения элементов отображает способ соединения элементов в схеме надежности.

С позиции технической эксплуатации целесообразно в качестве элементов рассматривать не функциональные единицы, а комплексы, детали в которых объединяются на основе не только единства функционального назначения, но и общности подхода к техническому обслуживанию и ремонту, т.е. конструкторско-структурные группы (КСГ).

© Денисов А.Р., Набатова О.А., Травин Г.М., 2011

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 1, 2011

231

,| |1 2І I1 31 11 41 11 51 11 61 I 1 71 11 81 11 9І I1 101 I2 111 I2 121 11

Привод Батанный механизм Боевая коробка Приемная коробка Механизм зевообразо -вания Механизм отыскивания раза Регулятор основы Товарный регулятор Основонаб людатель Шпарутки Кромкообра зоватегь Транспор- тер

Количество

повторяющихся

КСГ

№ П

№ КСГ

Механизм

смены

цвета

Рис. 1. Конструкторско-структурная схема ткацкого станка СТБ-180

Проведенный анализ показал, что в текстильной отрасли существует три класса оборудования, определяющие различные подходы к формированию конфигурации или структурной схемы.

Первый класс образует оборудование, для которого любой отказ приводит к останову всей машины, например, ткацкие станки. В этом случае анализ отказов и неисправностей производится только по конструкторско-структурным группам или механизмам. Для этого класса характерно последовательное соединение элементов. Рассмотрим конфигурацию такого оборудования на примере наиболее распространенного на отечественных текстильных предприятиях бесчелночного ткацкого станка СТБ-180. Конструк-торско-структурная схема этого станка представлена на рисунке 1.

Как видим, практически все конструкторско-структурные группы станка (их общее количество 13), исключая остов, требуют наладки, регулирования и контроля в процессе эксплуатации.

Второй класс объединяет виды оборудования с большим количеством повторяющихся рабочих органов (прядильные, крутильные, ровничные, мотальные машины), превалирующими в которых по численности являются именно отказы рабочих органов. Для такого оборудования конфигурацию целесообразно строить как комбинированную, т.е. с последовательно-параллельными связями между элементами. На рисунке 2 представлена конфигурация для такого типа машин

на примере современной пневмомеханической прядильной машины RIETER ВТ-903.

Как видно из схем 6 и 8, группы при большом повторяющемся количестве соединены между собой параллельно. Следовательно, при отказе любой из повторяющихся групп остальные продолжают работать. Такие отказы называют частичными, т.е. при отказе этих структурно-конструкторских групп машина продолжает функционировать, но с пониженной эффективностью.

К третьему классу относится оборудование, представляющее собой поточные линии, объединяющие, как правило, целый ряд одноцелевых машин, которые могут повторяться в линии (например, красильно-отделочное оборудование). Особенности такого оборудования обусловлены жесткой технологической связью определенного набора однофункциональных машин, обеспечивающих требуемые многофункциональные воздействия на ткань, что не позволяет использовать для его структурирования выше перечисленные принципы.

Следовательно, для отражения этих особенностей в структурных схемах однотипные машины должны иметь одинаковое условное обозначение, что позволяет создавать так называемые структурно-технологические схемы, элементом которых является машина. Для упрощенного отображения и облегчения анализа могут применяться две основные формы представления структурнотехнологических схем: графическая, в которой машины обозначаются условными знаками,

расчесыв барабанчиков и пряд

2

3

2

4

5

6

привод

61 I 1

У!......1.1

81 I 2

—м еханизм—

бобинодержа -

Электрич

Прядильное устройство (ПУ)

бобинодержа телей ПУ

7

9

11

2

раскладки

6

2

М еханизм третьей руки

Прядильное Устройство (ПУ)

нтиляции

I

6 | | 240

Прядильное устройство (ПУ)

I

—I 1— бобинодержа- —I

телей ПУ

Рис. 2. Конструкторско-структурная схема пневмомеханической прядильной машины МЕТЕЯ ВТ-903

232

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 1, 2011

Таблица1

Структурные элементы технологических линий

Наименование машин Наименование линий Условные обозначения

Линия промывки Линия для непрерывного крашения Знаковые Буквенные

Промывная машина 9 8 © Пм

Укладчик тканей 1 1 © Ут

Сушильно-барабанная машина 1 1 © См

Механизм исправления утка 0 1 © Му

Раскатная машина 0 1 © Рм

Двухвальная плюсовка 0 © Дв

Запарная машина 1 1 © Зм

Окислительная ванна 0 1 © Ов

Отжимное устройство 1 1 ® Оу

Заправочное устройство 1 1 ♦ Зу

Компенсатор 1 1 п Ко

Зрельник воздушный 0 1 а Зв

и вербально-аналитическая, где обозначение машин осуществляется буквами.

Такие схемы, дающие наглядное представление не только о последовательности технологического процесса, реализуемого в конкретных линиях, но и о количестве равнонадежных элементов в данных системах, можно определить как функциональную конфигурацию.

Рассмотрим структурно-технологические модели как функциональную конфигурацию на примере поточных линий промывки и крашения льняных тканей. Следует учитывать, что поточные линии в красильно-отделочном производстве могут включать в себя секции, повторяющиеся в поточной линии и включающие в себя несколько машин.

В таблице 1 представлен перечень элементов вышеназванных линий с указанием их количества и условных обозначений, таких, которые были приняты в работе [8].

Рабочие машины линий при графическом представлении структурно-технологических схем обозначаются цифрами, а вводные, выводные устройства, накопители и машины для финишной операции обозначаются условными значками, повторяющиеся секции - скобками.

Представим структурно-технологические модели этих линий, указывая в вербальной модели

цифрами количество машин перед их буквенным обозначением.

Структурно-технологические модели линии промывки:

♦-П-©-9©-®-©-©

Л=Зу+Ко+Зм+9Пм+Оу+См+Ут

Структурно-технологические модели линии для непрерывного крашения:

♦-©-П-2©-©-©-И-8©-®-© -©-©

Л=Зу+Рм+Ко+2Дв+Зм+Ов+Зв+8Пм+Оу+

+Му+См+Ут

Таким образом, определены принципиальные модели функциональной конфигурации дл всех классов оборудования текстильной промышленности, что позволит повысить эффективность разработки интерактивных электронных технических руководств по его эксплуатации.

Библиографический список

1. Управление жизненным циклом продукции / А.Ф. Колчин, М.В. Овсянников, А.Ф. Стрекалов, С.В. Сумароков. - М.: Анахарсис, 2002.

2. Применение ИПИ-технологий в задачах обеспечения качества и конкурентоспособности продукции. Методические рекомендации. - М.: НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 2004. - 104 с.

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 1, 2011

233

3. ISO 10 007:2007 Административное управление качеством. Руководящие указания по управлению конфигурацией. - 2008.

4. Теория и методы управления конфигурацией [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.cals.ru/material/mater/UK.pdf

5. Crnkovic I. Implementing and Integrating Product Data Management and Software Configuration Management / I. Crnkovic, U. Asklund, A.P. Dahl-qvist. - Artech House Publishers, 2003. - 366 p.

6. Jonassen Hass A.M. Configuration Management Principles and Practice. - Addison-Wesley Pub Co, 2002. - 432 p.

7. Lyon D.D. Practical CM: Best Configuration Management Practices for the 21st Century. - Raven Pub Co, 2004. - 267 p.

8. Травин М.М., Киселёва Н.В. Структурнотехнологические модели надежности поточных линий // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 2002. - №1.

УДК 677.05

Зосимов Матвей Владимирович

Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова,

Агеев Алексей Владимирович

Научно-исследовательский институт технических тканей (г. Ярославль)

ПРИНЦИПЫ ОБЪЕКТНОГО И ПРОЦЕССНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

В статье представлены информационные модели технического обслуживания и ремонта объектов эксплуатации, позволяющие рассматривать их как методический материал и использовать для разработки интерактивных электронных технических руководств по эксплуатации и ремонту различных видов производственного оборудования.

Ключевые слова: электронное руководство, интегрированная логистическая поддержка, техническая эксплуатация, технологическое оборудование.

В[1] предложена структура интерактивного электронного руководства по эксплуатации, техническому обслуживанию (ТО) и ремонту технологического оборудования, учитывающая его конструктивные и эксплуатационные особенности. В рамках этой структуры описание рабочих операций восстановления работоспособности оборудования должно опираться на единый общий алгоритм. Для обеспечения единообразия в [2] осуществлена типизация структуры процессов и сложных операций на основе их моделирования и установления соответствия первичным свойствам ремонтопригодности.

Все ремонтно-восстановительные операции в зависимости от степени сложности и уровня обобщения предложено разделять на простые (неделимые), укрупненные и обобщенные. Операция восстановления работоспособности системы при ее отказе рассматривается как обобщенная. В общем случае такая обобщенная операция состоит из следующего ряда укрупненных: определение технического состояния элемента; замена элемента на новый; мойка, чистка, смазка, заправка, покраска и т.п. элемента; восстановление (ремонт)

элемента; проверка, регулировка элемента в системе после монтажа. Сочетание перечисленных укрупненных операций в одной обобщенной может быть разным. В свою очередь каждая укрупненная операция может включать в себя одну или несколько простых неделимых.

Взаимосвязь между конструктивными особенностями машин и описанием типовых процессов ТО и ремонта отражается с помощью объектных и процессных моделей технической эксплуатации (ТЭ) на основе декомпозиции объектов эксплуатации и формализации алгоритмов их ТО и ремонта. При разработке моделей следует учитывать, что описание объектов неотделимо от операций, производимых над ними в производственном процессе [3].

Объектные модели представляются в форме диаграмм классов, а процессные, соответственно, -диаграмм основных процессов ТО и ремонта.

Графическое описание моделей выполняется в нотации UML (Unified Modeling Language) -унифицированного языка моделирования, языка графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения.

234

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 1, 2011

© Зосимов М.В., Агеев А.В., 2011