WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

«СИНТЕЗ ДОПУСКОВ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОДУКЦИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ ...»

На правах рукописи

Ивахненко Алексей Александрович

СИНТЕЗ ДОПУСКОВ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

ПРОДУКЦИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Специальность 05.02.23 - Стандартизация и управление качеством продукции

АВТОРЕФЕРАТ



диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Курск – 2015

Работа выполнена в ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет» на кафедре «Управление качеством, метрология и сертификация»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Червяков Леонид Михайлович

Официальные оппоненты: Силуянова Марина Владимировна, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Технологии проектирования и производства двигателей летательных аппаратов»

ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт» (национальный исследовательский университет) Тушавин Владимир Александрович, кандидат технических наук, кандидат экономических наук, доцент кафедры «Инноватика и интегрированные системы качества»

ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического машиностроения»

Ведущая организация: общество с ограниченной ответственностью «Русэлпром», г. Москва

Защита состоится 16 марта 2016 г. в 12-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.037.04 в ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет» по адресу: 305040, Курская область г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет» www.swsu.ru.

Автореферат разослан «___» _______________ 2016 г.

Ученый секретарь диссертационного совета О.Н. Кириллов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Управление качеством, характеризуемым системой показателей, осуществляется на всех этапах жизненного цикла продукции машиностроения, но формирование качества выполняется на этапе проектирования, достижение на этапе изготовления и реализация на этапе эксплуатации. Исключительно важное значение имеет не только определение номинальных значения показателей качества и параметров изделий (параметрический синтез), но и определение величин допускаемых от них отклонений в состоянии поставки или при эксплуатации (синтез допусков).

При проектировании, исходя из установленных значений допусков на выходные показатели качества изделий определяют величины допусков на их компоненты, которые существенно влияют на затраты при производстве и эксплуатации, и в конечном итоге определяют конкурентоспособность машин. При эксплуатации продукции осуществляют выбор значений эксплуатационных параметров и таких допусков на них, которые обеспечивают реализацию её служебного назначения.

Существующие подходы и методы расчета допусков, основаны на использовании линейных зависимостей между единичным показателем качества и параметрами изделий и/или процессов, что значительно ограничивает их точность и область применения при существовании системы показателей качества продукции и учете двух видов связей: размерных связей и связей свойств материалов.

При синтезе допусков наиболее изученными являются взаимосвязи между точностными показателями качества продукции и её компонентов, отражаемые линейными и угловыми размерными цепями (РД 50-635-87). Для взаимосвязей между другими показателями качества и параметров изделий и их компонентов, которые не могут быть описаны с помощью размерных цепей, известны лишь отдельные, частные решения. Это существенно затрудняет установление допусков на параметры компонентов, позволяющих обеспечить заданные значения допусков для показателей качества машиностроительной продукции.

В связи с этим, исследования направленные на создание методов синтеза допусков на параметры изделий машиностроения при их проектировании и эксплуатации, для обеспечения заданных допусков для показателей качества, являются актуальными.

Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Цель работы заключается в создании, уточнении и развитии методов синтеза допусков показателей качества при проектировании и эксплуатации изделий машиностроения.





Объект исследования. Этап синтеза допусков показателей качества при проектировании и эксплуатации машиностроительной продукции.

Предмет исследования. Взаимосвязи между значениями допусков показателей качества и параметров продукции машиностроения.

Задачи исследования:

1. Провести анализ существующих методов проектирования допусков на параметры, определяющие показатели качества изделий и процессов, для выявления области их применения и ограничений.

2. Выполнить систематизацию и разработку математических моделей, отражающих взаимосвязи между отклонениями показателей качества и параметров продукции машиностроения, и выбрать методы решения задач проектирования допусков при использовании этих моделей.

3. Разработать, уточнить и развить методы синтеза допусков на параметры изделий, формирующих их показатели качества на основе созданных математических моделей.

4. Создать программно-алгоритмическое обеспечение для практической реализации разработанных методов.

5. Провести апробацию результатов исследования и разработать рекомендации по обоснованию выбора методов синтеза допусков.

Методы исследования, обоснованность, достоверность.

Для решения поставленных задач были использованы методы системного анализа, математического анализа, линейной алгебры, теории вероятности и математической статистики, робастного проектирования и оптимизации, а также положения Всеобщего Управления Качеством.

Обоснованность применяемых методов подтверждается их широким использованием в самых различных прикладных исследованиях.

Достоверность результатов и выводов работы подтверждена представительностью выборок при проведении вычислительных и натурных экспериментов, а также апробацией на научных конференциях различного уровня и на производстве.

Область исследований. Содержание диссертации соответствует п.1 «Методы анализа, синтеза и оптимизации, математические и информационные модели состояния и динамики качества объектов» Паспорта научной специальности 05.02.23 – «Стандартизация и управление качеством продукции» (технические науки).

Научная новизна диссертационной работы заключается в раскрытии взаимосвязей между размерами областей допустимых значений единичных показателей качества и допусками на параметры машиностроительной продукции, принадлежащих пространствам размерных связей и связей свойств материалов, на основе учета величин второго порядка малости, и определения взаимной корреляции линейных и квадратичных членов разложения в функциональный ряд, соответствующих случайным отклонениям.

Теоретическая значимость работы обусловлена разработанными и усовершенствованными методами синтеза допусков на параметры продукции машиностроения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Метод многокритериальной робастной оптимизации допусков при проектировании изделий машиностроения, целевой функцией в котором являются сами величины допусков на параметры размерных связей и связей свойств материалов, поддерживающий реализацию методов полной и неполной взаимозаменяемости;

2) Вариационно-вероятностный метод расчета допусков параметров машин и процессов их жизненного цикла, использующий математический аппарат расчета размерных цепей для случая, когда показатели качества и параметры изделия не принадлежат только к одному пространству размерных связей;

3) Уточнение вариационно-статистического метода расчета допусков, основанного на использовании линейной регрессионной зависимости между показателями качества и параметрами процессов, за счет учета величин второго порядка малости, и его развитие при существовании системы показателей качества, или при наличии нелинейных регрессионных зависимостей.

Практическую значимость диссертационной работы составляют:

1. Результаты систематизации математических моделей отражающих взаимосвязи между единичными показателями качества и параметрами продукции машиностроения, в основу которой положены свойства: наличие зависимости; принадлежность к пространству параметров размерных связей и/или свойств материалов; тип зависимости – функциональная или статистическая; вид зависимости – линейная или нелинейная;

2. Программно-алгоритмическое обеспечение для практической реализации разработанных методов синтеза допусков показателей качества, а также рекомендации по выбору этих методов.

Результаты диссертационного исследования нашли применение в ОАО «Тульский научно-исследовательский технологический институт»; ООО «Орелтехприбор»; ЗАО «ЭЛАТ-Инструмент», г. Курск; АО «Карачевский завод «Электродеталь», г. Карачев Брянской обл.; ПАО «Дальневосточный завод энергетического машиностроения», г. Хабаровск; ООО НПО «Композит»

г. Курск; Центр параллельных вычислений ООО «APC» / Applied parallel computing center «APC» LLC, г. Дубна.

Основные теоретические и практические результаты работы также используются в учебном процессе Юго-Западного государственного университета при изучении дисциплин «Средства и методы управления качеством», «Компьютерное моделирование производственных и технологических процессов» и «Методы оптимизации и принятия решений» по направлениям подготовки бакалавров - 27.03.02 «Управление качеством», бакалавров Стандартизация и метрология» и магистров - 27.04.01 «Стандартизация и метрология».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: научных семинарах кафедры управления качеством, метрологии и сертификации ЮЗГУ (Курск, 2011-2015 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные аспекты бизнес-процессов в производстве и сервисе» (Кострома, 2013 г.); 1-ой, 2-ой и 3-ей Международных научно-технических конференциях «Качество в производственных и социально-экономических системах» (Курск, 2013, 2014, 2015 гг.); 4-ой Международной научно-практической конференции «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях» (Курск, 2014 г.); 14-ой Международной научно-практической конференции «Управление качеством»

(Москва, 2015 г.); VIII Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Актуальные проблемы техники и технологии» (Орел, 2015 г.);

Международной научно-технической конференции «Проблемы и достижения в инновационных материалах и технологиях машиностроения» (Комсомольск-на-Амуре, 2015); 7-й Международной научно-технической конференции «Проблемы обеспечения и повышения качества и конкурентоспособности изделий машиностроения и авиадвигателестроения (ТМ-2015)» (Брянск, 2015).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, перечень которых приведен в конце автореферата, из них 3 статьи в рецензируемых научных журналах и изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, итогов работы, рекомендаций и перспектив дальнейшей разработки темы, библиографического списка, включающего 203 наименования, и 9 приложений. Объем основной части диссертации составляет 152 стр. машинописного текста и содержит 29 рис., 14 табл.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность избранной темы и степень ее разработанности, определены цель и задачи работы, сформулированы научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, методология и методы исследования, положения, выносимые на защиту, степень достоверности и сведения об апробации результатов.

В первой главе проведен анализ работ отечественных и зарубежных исследователей, а также действующих стандартов по управлению и обеспечению качества в процессах проектирования и эксплуатации машиностроительной продукции. Исследованиям в данной области посвящены труды Ю.П. Адлера, В.Ю. Анцева, В.А. Барвинка, Б.В. Бойцова, В.В. Бойцова, В.А.

Васильева, О.А. Горленко, В.В. Мирошникова, В.Б. Протасьева, Л.М. Червякова, В. Шухарта, Э. Деминга, К. Исикавы, Г. Тагути и многих других.

Проведенный анализ показал, что практическое применение основных положений Всеобщего Управления Качеством возможно только при взаимодействии его основных составляющих: качества выпускаемой продукции, качества организации и реализации процессов, а также уровня квалификации персонала. Важным аспектом такого взаимодействия является применение соответствующих методов и инструментов инжиниринга качества, которыми должен владеть персонал организации.

В стандартах серии ИСО 9000 существенное внимание уделяется этапу проектирования продукции, а в стандартах поддерживающих их применение

– использованию статистических методов. Однако существующие рекомендации в области проектирования допусков относятся только к размерным цепям.

В последнее время все большее распространение получает схема проектирования продукции машиностроения, включающей этапы синтеза структуры, параметров и допусков. Величины допусков на параметры изделий существенно влияют на качество и стоимость, и определяют их конкурентоспособность при создании и эксплуатации.

Рассмотрены известные классификации показателей качества продукции, а также методы проектирования допусков на параметры размерных связей (РС) и связей свойств материалов (ССМ) изделий, выявлены их недостатки. Установлена перспективность применения и развития робастных технологий проектирования, основанных на изменении подхода к определению оптимальных значений параметров продукции, для чего существенное значение имеет создание программных комплексов, поддерживающих высокопроизводительные вычисления.

Во второй главе выполнена систематизация математических моделей единичного показателя качества, анализ точности известных методов расчета допусков и их определены направления их развития на основе устранения методических погрешностей.

Показатель качества продукции – это количественная характеристика одного или нескольких свойств, рассматриваемая применительно к определённым процессам ее жизненного цикла Q = Q(x1, x2, …, xn), (1) где Q = {Q1, Q2, …, Qm} – вектор единичных показателей качества (m – их количество); xi – параметры изделия, i = 1, …, n (n – количество параметров, оказывающих влияние на формирование показателей качества).

На основе анализа установленных свойств единичных показателей качества (рис. 1), была выполнена систематизация математических моделей, использованная при решении задач синтеза допусков.

Показатель качества Qj

–  –  –

Для решения задач синтеза допусков необходимо осуществить переход от выражения (1) к зависимости, связывающей величины отклонений показателей качества Qj с величинами отклонений параметров – хi.

Q = Q(x1, x2, …, xn). (2) Был выполнен анализ точности известных методов расчета допусков, являющихся функциями РС и ССМ.

При стандартизации упругих элементов машин (клапан с пружиной, работающей на сжатие), применяют анализ чувствительности, для чего используют зависимость силы P действующей на пружину от деформации =, (3)

–  –  –

полученное выражение (4) используют для анализа влияния отклонений параметров на величину, и назначения допусков.

Для уточнения расчетов в данной работе было рассмотрено разложение (1) в степенной ряд с учетом квадратичных членов, и выполнен анализ взаимной корреляции линейных и нелинейных членов разложения. На основе имитационного моделирования с применением метода Монте-Карло были установлены значения соответствующих коэффициентов корреляции для комбинаций нормального, равномерного и треугольного законов распределений.

В табл. 1 даны оценки методических погрешностей при использовании известного метода расчета допусков по сравнению с усовершенствованным методом.

Табл. 1 Методическая погрешность линеаризованного метода расчета допусков Метод взаимозаменяемости Величины составляющих методической погрешности

–  –  –

Таким образом, учет величин второго порядка малости, и определения взаимной корреляции линейных и квадратичных членов разложения в функциональный ряд, соответствующих случайным отклонениям, позволяет значимо снизить величину методической погрешности.

Известен также вариационно-статистический метод расчета допусков, используемый при эксплуатации изделий машиностроения, основанный на использовании линейной регрессионной модели, связывающей показатель качества y с независимыми параметрами xi (i = 1, …, n) вида = 0 +, (5) =1

–  –  –

на основе, которого была установлена первая особенность использования статистических зависимостей при синтезе допусков. Она заключается в том, что допуски Тхi зависят от значений взаимосвязанных величин доверительной вероятности и доверительного интервала, установленных при определении коэффициентов регрессии, и при их некоторых значениях будут равны нулю. В то же время для любых значений доверительной вероятности, обеспечивающим выполнение условия (7), неизбежно появление несоответствующей продукции, а попытки уменьшить ее долю могут привести к назначению таких допусков на xi, которые будет невозможно обеспечить на практике.

Уточнение данного метода было выполнено при рассмотрении полной вариации (5) не в окрестности некоторой точки, а на отрезке, и для расчета допусков на независимые параметры была предложена скорректированная зависимость (T (0 + )), T = (8) =1 + позволяющая устранить методическую погрешность при определении допусков на величину E=(ai/ai)·100%. Значимость этой погрешности будет существенной, если значение ai сопоставимо или превышает значение ai, что возможно при значениях ai 0. Поскольку коэффициенты регрессии линейно связаны с коэффициентами корреляции, то значения ai 0 могут соответствовать как отсутствию связи между функцией отклика и регрессорами, так и наличию нелинейной связи между ними.

Вторая особенность использования статистических зависимостей при синтезе допусков заключается в необходимости учета нелинейных членов в исходных уравнениях регрессии в том случае, если некоторые или все коэффициенты регрессии в линейной модели малы.

Выполненные во второй главе оценки точности известных методов легли в основу разработки, уточнения и развития методов синтеза допусков.

В третьей главе разработаны, уточнены и развиты методы синтеза допусков на параметры изделий, формирующих их показатели качества на основе созданных математических моделей.

На основе установленных в главе 2 возможностей снижения методической погрешности существующего метода расчета допусков, при наличии функциональной связи показателями качества и параметрами машин и процессов, был создан вариационно-вероятностный метод расчета допусков, структура которого представлена на рис. 2.

–  –  –

Этап • Стратификация отклонений показателя качества на систематические и случайные отклонения Этап • Установление коэффициентов корелляции между линейными и нелинейными отклонениями параметров Этап • Назначение весовых коэффициентов для оценки трудности обеспечения отклонений параметров

–  –  –

Рис. 2 – Вариационно-вероятностный метод расчета допусков На первом этапе осуществляется разложение функциональной зависимости Qj = Qj (x1, x2, …, xn) в степенной ряд с отбрасыванием остаточного члена порядка R3 (x1, x2, …, xn) и определение приращения Qj = +. (9) =1 =1 =1 2

–  –  –

и xi·xk, и последующий анализ возможности устранения систематических отклонений в процессах. Установлены три типа зависимостей для определения суммарной величины отклонения, в зависимости от систематического и случайного характера отклонений параметров.

Загрузка...

На третьем этапе устанавливают значения коэффициентов корреляции между линейными и нелинейными отклонениями параметров xi и xi·xk, для чего могут быть использованы экспериментальные данные, результаты имитационного моделирования, полученные в данной работе или экспертные оценки.

Содержанием четвертого этапа является назначение весовых коэффициентов i ( = 1, 0 1) для параметров xi, прямо пропорционально отражающих трудность обеспечения соответствующих величин отклонений параметров xi.

На пятом этапе осуществляется непосредственный расчет значений отклонений параметров xi, для чего разработаны соответствующие процедуры.

Шестой этап включает в себя коррекцию предварительно установленных значений отклонений параметров на основе учета нормативных документов и рекомендаций, а также возможного изменения значений весовых коэффициентов i.

На седьмом этапе осуществляется проверочный расчет для проверки условия T, т.е. решение обратной задачи синтеза допусков и оценка возможности обеспечения найденных значений допусков Txi.

Был развит вариационно-статистический метод расчета допусков, основанный на использовании линейной регрессионной модели при наличии системы показателей качества.

В этом случае зависимость (5) преобразуется в систему линейных уравнений = 0 + 1, (10) где X – вектор факторов, X = (x1, x2, …, xn) т, т – символ транспонирования; A0

– вектор постоянных членов, A0 = (a1,0, a2,0, …, am,0)т; A1 – матрица (mn) коэффициентов. После выполнения вариации на отрезках (10) получим = 0 + 1 + (1 + 1 ), (11) где Xm – вектор математических ожиданий факторов.

При m=n решение системы (11) имеет вид = (1 + 1 )1 ( 0 1 ), (12) при условии, что det(A1+A1)0.

При m n, возможно дополнение системы уравнений (11) k уравнениями для введения значимости факторов или их комбинаций, где n m = k. При m n, для решения (12) используют метод наименьших квадратов. В целом, при m n будет осуществляться не синтез допусков параметров, а их расчет.

Ограниченные возможности управления при синтезе допусков, существующие только при условии m n, явились основой для постановки задачи оптимизации – линейного программирования. При этом система ограничений имеет вид 0 + 1 + (1 + 1 ). 0, (13) Предложены два вида целевой функции: «производственная»

=, (14) =1 где = 1, i – весовые коэффициенты отклонений xi, учитывающие =1

–  –  –

где = 1, j – весовые коэффициенты отклонений единичных показателей качества Qj, учитывающие их значимость для потребителей или заказчиков.

Использование «проектной» целевой функции целесообразно при решении задач синтеза допусков на верхних иерархических уровнях структуры изделия машиностроения – для изделия в целом и (или) его основных узлов.

В свою очередь, использование «производственной» целевой функции целесообразно на более низких иерархических уровнях структуры изделия, когда отсутствуют прямые взаимосвязи показателей качества машин с показателями качества отдельных узлов или деталей.

С использованием положений математической статистики было выполнено развитие вариационно-статистического метода при наличии нелинейных регрессионных зависимостей, для чего предложено использование соответствующих зависимостей и процедур.

При развитии подходов к робастной оптимизации предложена новая математическая постановка задачи max,, [1: ];

= { (), (), () [ ()], [1: ]; (16) () 0, [ + 1: ]; () = 0, [ + 1: ];

, [1: ]}, где xl – система целевых функций, представляющих собой интервалы изменения независимых параметров xl; Qi,min(x) – минимально допустимые значения единичных показателей качества; [Qi(x)] – допускаемые отклонения единичных показателей качества.

Такая постановка задачи оптимизации позволяет совместить параметрический синтез и синтез допусков, и на ее основе предложен метод робастной оптимизации включающий следующие этапы (без обратных связей):

1) Определение области допустимых значений входных параметров (выполнение параметрических ограничений).

2) Вычисление значений ПК в области, определенной в п.1 {U1}(1).

3) Выделение множеств, соответствующих функциональным ограничениям ПК и определение их пересечения в пространствах входных и выходных переменных {U2}(2).

4) Выделение подмножеств в U2, соответствующих условиям робастности ПК - {U3} (3).

5) Выбор решающего правила(4).

6) Определение значений величин допусков на входные переменные.

7) Верификация значений величин допусков.

Примечания: 1 – методы полного перебора, Монте-Карло, ЛПпоследовательностей; 2 – диалоговая процедура для случая, если {U2} =, цель - {U2} ; 3 – аналогично прим. 2 для {U3}; 4 – выбор метода достижения заданных величин отклонений ПК.

Для всех разработанных методов приведены примеры. Так, для известного тестового примера оптимизации динамической системы транспортного средства установлено существование робастных оптимумов, позволяющих увеличить значения допусков по отдельным параметрам до 6 раз.

В четвертой главе представлено описание программного комплекса робастной оптимизации, а также результаты использования разработанных методов синтеза допусков для применения их в организациях и на предприятиях.

Программа «Robust optimization» создана в среде визуальной разработки Microsoft Visual Studio Community 2013 с использованием языков C, C++,

CUDA и OpenCL и поддержкой многопоточных (OpenMP) и мультипроцессных (MPI) вычислительных систем. Такая организация позволяет задействовать вычислительные ресурсы:

1) одного центрального процессора;

2) одного центрального процессора и одного или нескольких графических процессоров (NVIDIA, или AMD);

3) суперкомпьютеров (вычислительных кластеров) с узлов, состоящих из центрального процессора и одного или нескольких графических процессоров.

В программе реализовано взаимодействие с CAD и CAE системами:

SolidWorks, AutoCAD – путем импорта библиотеки типов и прямого управления с использованием предоставленного разработчиками API, OpenFOAM, FEATool путем импорта файлов выходных результатов в программу и использования их вместо расчета значений функций.

Представлены результаты использования вариационно-вероятностного метода синтеза допусков при проектировании плоских пружин, которые нашли применение в ООО «Орелтехприбор». В частности было достигнуто снижение затрат при проведении контрольных и доводочных операций материальных ресурсов на 24%, рабочего времени на 61%.

Изложены результаты перепроектирования допусков на процессы нанесения гальванических покрытий и рекомендации по модернизации эксплуатируемого технологического оборудования для их реализации, нашедшие применение в ЗАО «ЭЛАТ-Инструмент», г. Курск.

Изменение значений допусков на параметры:

1) концентрацию хромового ангидрида от 40 г/л до 3,9 г/л;

2) концентрацию серной кислоты от 0,4 г/л до 0,06 г/л;

3) температуры электролита от 10о С до 2,6о С;

4) катодной плотности тока от 15 А/дм2 до 1 А/дм2, позволило достичь относительного объема соответствующей продукции на уровне 92-94%, и при этом снизить материальные затраты на материалы и электроэнергию на 23%.

Представлены сводные сведения о практическом применении результатов работы в организациях и на предприятиях.

В заключении сформулированы итоги работы, рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы.

В приложениях представлены результаты математического моделирования и сведения о практическом применении результатов диссертационной работы.

ИТОГИ РАБОТЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ

В работе решена актуальная задача инжиниринга качества – синтеза допусков параметров изделий машиностроения, совместно с показателями качества принадлежащих пространствам размерных связей и связей свойств материалов, имеющая существенное значение для обеспечения качества на этапах проектирования и эксплуатации.

1) На основе анализа научных публикаций и действующих стандартов выявлено, что используемые методы решения задач синтеза допусков для параметров изделий машиностроения имеют ограничения по точности из-за использования линейных и линеаризованных зависимостей, и области их применения ограниченной рассмотрением отдельного единичного показателя качества.

2) Предложено для обеспечения потенциальных возможностей расширения значений допусков на параметры изделий при создании и эксплуатации, использовать их как критерии оптимизации, а области допустимых значений единичных показателей качества применять в виде функциональных ограничений. Это явилось научной основой для разработки и развития методов синтеза допусков на параметры машиностроительной продукции.

3) Уточнение вариационно-статистического метода синтеза допусков при наличии линейной многофакторной регрессии, связанное с учетом величин второго порядка малости позволило устранить методическую погрешность определения величины допуска по каждому параметру, равную отношению доверительного интервала соответствующего коэффициента регрессии к его среднему значению. Установлено, что расширение допусков на параметры за счет уменьшения доверительных интервалов приведет к возрастанию доли несоответствий.

4) Развитие вариационно-статистического метода связано с учетом наличия у продукции системы единичных показателей качества, и для определения значений допусков на параметры приведены соответствующие процедуры поиска решений. При этом установлено, что постановка и решение задач синтеза допусков, допускающих введение значимости влияния параметров на показатели качества, возможна лишь в случае, если количество параметров больше количества показателей, в противном случае возможен лишь расчет допусков. Область применения данного метода расширена также на нелинейные регрессионные уравнения.

5) Уменьшение методической погрешности синтеза допусков при наличии функциональной связи между единичным показателем качества и независимыми параметрами изделия, должно быть связано не только с традиционной стратификацией отклонений на систематические и случайные.

Необходим также как учет величин второго порядка малости, так и определение взаимной корреляции линейных и квадратичных членов разложения в функциональный ряд, соответствующих случайным отклонениям. Для таких членов установлены значения коэффициентов корреляции, при различных законах распределения в области положительных значений параметров изделия. На основе данных предпосылок был разработан вариационновероятностный метод синтеза допусков.

6) Для реализации потенциальных возможностей расширения значений допусков на параметры машин при их создании и эксплуатации разработан метод робастной оптимизации, особенности применения которого, выявлены на известных тестовых задачах. Разработан программный комплекс на языках C, C++, CUDA и OpenCL и поддержкой многопоточных (OpenMP) и мультипроцессных (MPI) вычислительных систем. Созданный программный комплекс позволяет задействовать вычислительные ресурсы как одного центрального процессора с (или без) нескольких графических процессоров, так и суперкомпьютеров (вычислительных кластеров).

7) Результаты диссертационного исследования нашли применение в организациях и на предприятиях, осуществляющих проектирование и эксплуатацию продукции машиностроения, а также в учебном процессе ЮгоЗападного государственного университета.

Научные и практические результаты диссертационного исследования рекомендуется применять при создании, модернизации и эксплуатации наукоемкой продукции машиностроения, а также в учебном процессе подготовки магистров и аспирантов по управлению качеством, и повышении квалификации инженерно-технических работников машиностроительных предприятий.

Перспективы дальнейшей разработки темы диссертационной работы связаны с формированием научных основ стандартизации процессов и продукции при реализации процессного подхода на основе рискориентированного мышления для систем менеджмента качества машиностроительных предприятий и организаций.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные работы в рецензируемых научных журналах и изданиях

1. Ивахненко, А.А. Планирование качества изделий машиностроения на основе робастного проектирования [Текст] / А.А. Ивахненко, Л.М. Червяков // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2013. – №4 (300). – С. 131-135.

2. Ивахненко, А.А. Робастная оптимизация при проектировании машиностроительной продукции и технологических процессов [Текст] / А.А.

Ивахненко, Л.М. Червяков // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. – 2013. – №1. – С. 55-59.

3. Ивахненко, А.А. Инжиниринг качества на основе робастного проектирования [Текст] / А.А. Ивахненко, Л.М. Червяков // Известия ЮгоЗападного государственного университета. Серия Техника и технологии. – 2012. – №2. – С. 38-43.

Научные работы в других изданиях

4. Ивахненко, А.А. Задачи проектирования допусков параметров изделий машиностроения [Текст] / А.А. Ивахненко, Л.М. Червяков // Качество и жизнь. – 2015. – №3. – С. 71-74.

5. Ивахненко, А.А. О постановке задачи робастной оптимизации [Текст] / А.А. Ивахненко // Инновационные аспекты бизнес-процессов в производстве и сервисе: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Кострома, 2013. – С. 69-74.

6. Ивахненко, А.А. Многокритериальная робастная оптимизация при проектировании наукоемких изделий машиностроения [Текст] / А.А. Ивахненко // Качество в производственных и социально-экономических системах:

Материалы международной научно-технической конференции. – Курск, 2013. – С. 97-100.

7. Ивахненко, А.А. Обеспечение эргономических показателей качества транспортных средств на основе робастной оптимизации проектных решений [Текст] / А.А. Ивахненко // Качество в производственных и социальноэкономических системах. Сборник научных трудов 2-ой Международной научно-технической конференции. – Курск, 2014. – Т.1, С. 98-103.

8. Ивахненко, А.А. Вариационно-вероятностный метод расчета допусков параметров машин и процессов [Текст] / А.А. Ивахненко // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях. Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции. – Курск, 2014. – Т.1, С.

243-245.

9. Ивахненко, А.А. Метод робастной оптимизации допусков машин и процессов [Текст] / А.А. Ивахненко // Управление качеством. Избранные научные труды 14-ой Международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВПО «МАТИ» Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского. М.: ПРОБЕЛ-2000, МАТИ, 2015. С. 196-200.

10. Ивахненко, А.А. Проектирование параметров и допусков изделий и процессов [Текст] / А.А. Ивахненко // Качество в производственных и социально-экономических системах. Сборник научных трудов 3-ей Международной научно-технической конференции. – Курск, 2015. – С. 76-81.

11. Ивахненко, А.А. Применение вариационного исчисления в задачах правления качеством продукции и процессов машиностроения [Текст] / А.А.

Ивахненко // Проблемы и достижения в инновационных материалах и технологиях машиностроения. Материалы международной научно-технической конференции. – Комсомольск-на-Амуре, 2015. С. 111-113.

12. Ивахненко, А.А. Синтез допусков показателей качества машиностроительной продукции [Текст] / А.А. Ивахненко // Проблемы обеспечения и повышения качества и конкурентоспособности изделий машиностроения и авиадвигателестроения (ТМ-2015). Материалы 7-й Международной научнотехнической конференции. – Брянск, 2015. С. 70-71.

–  –  –



Похожие работы:

«МУСТЮКОВ Наиль Анварович ФОРМИРОВАНИЕ АРХИТЕКТУРЫ САПР ШНЕКОВЫХ ЭКСТРУДЕРОВ НА ОСНОВЕ АДАПТИВНЫХ МЕТОДОВ ПОИСКА Специальность 05.13.12 – Системы автоматизации проектирования (машиностроение) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Оренбург 2015 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» (г. Оренбург) Научный...»

«Юдин Павел Евгеньевич ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ, МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И ИДЕНТИФИКАЦИИ СОСТАВА ВНУТРЕННИХ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НЕФТЕПРОВОДНЫХ ТРУБ Специальность 05.16.09 Материаловедение (машиностроение) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Самара 2014 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»...»

«ТЕМНИКОВА ДАРЬЯ СЕРГЕЕВНА Прогнозирование развития предприятия тяжелого машиностроения, ориентированного на оптимальный экономический результат Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами: промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Санкт-Петербург 2015 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.