Нелинейные механические свойства резин и резинокордных композитов и работоспособность деталей шин (1090180), страница 37

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 37)

Могут быть определены пределы изменения Аi,при которых влияние Аi на Bj описывается линейной зависимостью. Течлены уравнения (5.3.3), которые имеют малые коэффициенты, могут вдальнейшем не учитываться, что упростит систему (5.3.3) за счетуменьшения числа членов.Остановимся более подробно на практически важной проблемеустановления допустимых значений Ai колебаний параметров Ai, прикоторых колебания Bj критериев выходного контроля качества Bj небудут выходить за пределы установленных норм.В настоящее время существует и повсеместно используется системажестких норм контроля. Очевидно, что чем меньше разброс показателейТП, тем более стабильными будут показатели, характеризующие качествоготового изделия. Опыт показывает, что в рамках реальногопроизводственного процесса на шинных заводах редко можно обнаружитьшину, в процессе изготовления которой не было нарушено ни одной244нормы.

Вместе с тем по результатам выходного контроля основная частьпродукцииудовлетворяетпредъявленнымтребованиям.Этосвидетельствует о том, что система жестких допусков (СЖД) не всегдаадекватна качеству изделия.Приведем наглядный пример. Допустим, масса заготовки протекторанесколько ниже допустимого значения. Однако общая масса шиныосталась в требуемых пределах за счет увеличения калибра обрезиненногометаллокордного полотна и увеличения массы других деталейконструкции шины в допустимых пределах.Пример иллюстрирует важность использования не жесткихотдельных критериев и их допусков, а системы связанных допусков (ССД),обеспечивающих требуемое качество изделия в целом. ИспользованиеССД потребует в рамках автоматизированного шинного производстваосуществление контроля не только «внешних» параметров (давление,температура, калибры и т.п.), но и свойств материалов - полуфабрикатов.Для приведенного выше примера о компенсации массы шины это означает,что потребуются показатели, характеризующие, например, зависимостьвероятности отслоения протектора от брекера от колебаний размеровпоследних при эксплуатации шины.

О проблеме адекватного контролякачества материалов-полуфабрикатов мы говорили выше.Использование ССД имеет еще одно важное преимущество передСЖД. Если в СЖД нарушение одного из допусков в процессепроизводства автоматически приводит к отбраковке данного изделия, то вССД остается возможность оперативного вмешательства в дальнейший ТПс целью исправления (компенсации) создавшегося положения. Такаякомпенсациявозможнаисключительнонаосновевысокоавтоматизированного производства с компьютеризацией на всехуровнях, причем выработка управляющего сигнала (рекомендации) должнаосуществляться быстро, в масштабах реального времени.Вернемся к соотношениям (5.3.1) и посмотрим, как на их основесоздать ССД.

После определения коэффициентов Сij будем считатьпеременными величинами Ai. Используем то обстоятельство, чтовеличины Bj имеют экстремальный характер. Этого всегда можно добиться245введением комплексных критериев (целевых функций или функционалов,см. (6.4.1)).

Тогда задача подбора величин Ai сводится математически крешению системы уравнений для частных производных Bj по Ai:B jA i 0, ( i  1,...,N  ; j  1,...,M )(5.3.4)Из уравнений (5.3.4) определяются оптимальные значения Аi opt, прикоторых критерии качества Bj являются наилучшими - Bj.opt (Мы здесьопускаем вопрос о возможности существования нескольких экстремумовпри близких значениях Аi).Понятно, что отклонение Ai от Аioptприведет к изменению Bj наBj. Максимально допустимые отклонения показателей, характеризующихкачество шины, B8jmaxбудем считать заданными. Возникает вопрос:каково максимальное значение Ai max, при котором оптимальное значениеBj.opt изменится на величину, не превышающую Bj max?Ответ можно получить, воспользовавшись уравнениями (5.3.1).Будем считать переменными все Ai, кроме одной с номером q, для которойзададим некоторое значение Аq = Аq opt + Aq.

Далее, как и прежде, решимсистему уравнений для производных, аналогичную системе (5.3.4) инайдемвсезначенияАiopt(iq),удовлетворяющиеусловиюэкстремальности Bj при некотором фиксированном значении Аq. Повторивописанную процедуру для разных значений Аq, получим ряд значений Bj.Из обработки полученных данных методом интерполяции нетрудно найтиАq max, при котором Bj = Bj max.Поступив подобным образом для всех N* показателей Ai, найдем длякаждого из них максимально допустимые отклонения, при которыхкачество изделия останется в допустимых пределах.Приведенные рассуждения можно повторить не для одного, а длязафиксированных значений двух, трех, и т. д.

показателей Ai. При этомможно рассчитать требуемые значения остальных Ai, при которыхкачество шины будет наилучшим.8При использовании термина «максимальный» имеется в виду, что отклонения могут быть как со знаком+, так и со знаком –.246Смысл изложенного следующий. На основе приведенных уравненийможно рассчитать Аi opt и А1 max, удовлетворяющие требованиям качестваготового изделия. После прохождения того этапа технологическогопроцесса, где контролируются А1, мы имеем реальное значение А1. Знаяэто реальное значение, рассчитывается допустимое отклонение А2 max навтором этапе, которое зависит от А1.

После прохождения второго этапарассчитывается допустимое отклонение А3 max при фиксированных А2 иА3, и т. д. В этом и состоит смысл системы связанных допусков.Отметим еще раз, что применение ССД возможно только в условияхавтоматизированного производства при наличии системы измерения Ai ипередачи данных в компьютерную сеть. При наличии обратной связи(регулирование параметров ТП Ai по командам управляющегокомпьютера) ССД позволяет контролировать качество и управлять им нетолько для партии шин, но и для каждой отдельной шины.Теперь обратим внимание на важную специфику шинногопроизводства. Весь ТП условно можно разделить на две части.

Первая изготовление материала (резина и резинокордное полотно), вторая заготовка деталей, сборка и вулканизация изделия. Преимущество такогоразделения в том, что при удовлетворительных значениях показателейсвойств материалов можно сделать вывод об общем удовлетворительномсостоянии всего ТП до стадии заготовки деталей и сборки.

Такой приемназывается декомпозицией [4].Еще одно преимущество декомпозиции заключается в возможностивведения промежуточных критериев качества, характеризующих свойстваматериалов, идущих на изготовление шин. Общая задача сквозного учетавлияния всех контролируемых параметров на качество шины делится надве математически сходные, но по числу параметров (и, соответственно,уравнений) существенно более компактные подзадачи, требующиеменьшего времени на их решение.Эти две подзадачи, сходные по методам их решения, различаются понабору контролируемых параметров Ai.

На втором этапе практически веськонтроль сводится к определению геометрических размеров. На первом жеэтапе необходимо контролировать свойства материалов. Речь об этом шла247в разделе 5.2.Изложенный подход апробирован на опытном шинном заводеНИИШП. На основе экспертных оценок проведен отбор наиболее важныхпоказателей, характеризующих ТП шинного производства, в том числепоказателей, характеризующих свойства резин и резинокордных деталейконструкции шины. Разработаны регрессионные модели, составленыпрограммы для ЭВМ.

Для отработки и практической проверкиизложенного подхода к контролю и управлению технологическимкачеством в рамках автоматизированного шинного производства былипроведены исследования на макете, включающем процесс заготовкидеталей, сборки шин, их вулканизации. Для партии около двухсот шинпроведены измерения как показателей ТП, так и критериев их качества.Обработка данных показала, что изложенная методология работоспособна.Выявлены показатели, наиболее сильно влияющие на качество шин.Показана возможность оценки стабильности работы заготовительного исборочногооборудования.Указаны«узкие»местаипутисовершенствования производства с целью управления качеством.В заключение раздела можно сформулировать основы системытехнологическогообеспечениякачествапродукциидляавтоматизированного компьютеризированного шинного производства,включающие следующие положения:1.

Экспертный отбор наиболее важных с точки зрения влияния накачество изделия показателей технологического процессашинного производства.2. Использование результатов исследований, позволяющихустанавливать связи между показателями ТП и параметрами,характеризующими качество изделия.3. Применение статистических методов с целью анализастабильности показателей, характеризующих качество исходногосырья, свойства материалов и полуфабрикатов, работуоборудования, и т. д., а также с целью установления влиянияперечисленных факторов на качество готовой продукции.4.

Переход от системы жестких допусков к системе связанных2485.6.7.8.9.допусков, дающий принципиальную возможность управлениякачеством шин в процессе производства за счет компенсационныхвоздействий на последующих стадиях технологического процесса.Применение вышеуказанных пунктов отдельно на стадииизготовления материалов (резина, резинокордные композиты) ина стадии заготовки деталей, сборки и вулканизации.Использование на каждой стадии своих критериев качества.Разработка и использование новых критериев качестваматериалов, наиболее полно отражающих условия ихвулканизации в шинах и условия нагружения в эксплуатации (см.главы 3 и 4).Создание и использование локальной компьютерной сети,выполняющей функции: сбора данных с автоматических датчиков(в исключительных случаях данные могут вводиться вручнуюоператором); статистической обработки этих данных и передачиих для хранения в базу данных; оперативной обработки текущихпоказателей технологического процесса с целью выработки (принеобходимости) управляющих сигналов для компенсирующейкорректировки последующих стадий технологического процесса;оперативного представления информации обслуживающемуперсоналу и руководству о ходе технологического процесса,отклонениях от нормы и мерах по его стабилизации, и пр.Переход на основе автоматизации и компьютеризации отвыборочного к постоянному контролю показателейтехнологического процесса, что не потребует значительныхдополнительных затрат, вместе с тем заметно повыситстабильность качества готовых изделий и повлечет уменьшениечисла шин, подвергаемых разрушаемым методам контроля.Максимально возможное исключение субъективного фактора изпроцесса производства, что также повысит его стабильность иуровень качества.2495.4 Схема организации исследований при разработке нового изделияВ разделе 1.4 подробно проанализировано существующее положениев области прогнозирования поведения в эксплуатации шин вообще ирезинокордных деталей шин, в частности.

Характеристики

Список файлов диссертации